梅涅劳斯定理

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梅涅劳斯定理





简介

梅涅劳斯(Menelaus)定理(简称梅氏定理)是由古希腊数学家梅涅劳斯首先证明的。它指出:如果一条直线与△ABC的三边ABBCCA或其延长线交于FDE点,那么(AF/FB)×(BD/DC)×(CE/EA)=1

或:设XYZ分别在△ABCBCCAAB所在直线上,则XYZ共线的充要条件是(AZ/ZB)*(BX/XC)*(CY/YA)=1 证明一:

过点AAGBCDF的延长线于G,

AF/FB=AG/BD , BD/DC=BD/DC , CE/EA=DC/AG

三式相乘得:(AF/FB)×(BD/DC)×(CE/EA)=(AG/BD)×(BD/DC)×(DC/AG)=1 证明二:

过点CCPDFABP,则BD/DC=FB/PFCE/EA=PF/AF 所以有AF/FB×BD/DC×CE/EA=AF/FB×FB/PF×PF/AF=1

它的逆定理也成立:若有三点FDE分别在△ABC的边ABBCCA或其延长线上,且满足(AF/FB)×(BD/DC)×(CE/EA)=1,则FDE三点共线。利用这个逆定理,可以判断三点共线。



梅涅劳斯(Menelaus)定理



证明三:

ABC三点向三边引垂线AA'BB'CC'

所以ADDB=AA'BB'BEEC=BB'CC'CFFA=CC'AA' 所以(AF/FB)×(BD/DC)×(CE/EA)=1

此外,用定比分点定义该定理可使其容易理解和记忆:


在△ABC的三边BCCAAB或其延长线上分别取LMN三点,又分比是λ=BL/LCμ=CM/MAν=AN/NB。于是LMN三点共线的充要条件是λμν=-1(注意与塞瓦定理相区分,那里是λμν=1

记忆

ABC为三个顶点,DEF为三个分点 (AF/FB)×(BD/DC)×(CE/EA)=1

(顶到分/分到顶)*(顶到分/分到顶)*(顶到分/分到顶)=1 空间感好的人可以这么记:(上1/1*(整/右)*(下2/2=1



实际应用

为了说明问题,并给大家一个深刻印象,我们假定图中的ABCDEF是六个旅游景点,各景点之间有公路相连。我们乘直升机飞到这些景点的上空,然后选择其中的任意一个景点降落。我们换乘汽车沿公路去每一个景点游玩,最后回到出发点,直升机就停在那里等待我们回去。

我们不必考虑怎样走路程最短,只要求必须游历了所有的景点。只路过而不停留观赏的景点,不能算是游历

例如直升机降落在A点,我们从A点出发,游历其它五个字母所代表的景点后,最终还要回到出发点A

另外还有一个要求,就是同一直线上的三个景点,必须连续游过之后,才能变更其它直线上的景点。

A点出发的旅游方案共有四种,下面逐一说明:

方案 ——A经过B(不停留)到F(停留),再返回B(停留),再到D(停留),之后经过B(不停留)到C(停留),再到E(停留),最后从E经过C(不停留)回到出发点A

按照这个方案,可以写出关系式:

AFFB*BDDC*CEEA=1

现在,您知道应该怎样写梅涅劳斯定理的公式了吧。 A点出发的旅游方案还有:

方案 ——可以简记为:A→B→F→D→E→C→A,由此可写出以下公式: ABBF*FDDE*ECCA=1。从A出发还可以向“C”方向走,于是有:


本文来源:https://www.wddqw.com/doc/18f6ff09844769eae009ed2e.html