梅涅勞斯定理

梅涅勞斯定理

數學定理
梅涅勞斯(Menelaus)定理(簡稱梅氏定理)最早出現在由古希臘數學家梅涅勞斯的著作《球面學》(Sphaerica)中。一條截線在三角形各邊上确定出的六條線段,三條不連續線段的乘積等于剩下三條線段的乘積。這一定理同樣可以輕而易舉地用初等幾何或通過應用簡單的三角比關系來證明。梅涅勞斯把這一定理擴展到了球面三角形。
  • 中文名:梅涅勞斯定理
  • 外文名:Menelaus
  • 别名:梅氏定理,梅内勞斯定理
  • 表達式:
  • 提出者:梅涅勞斯
  • 适用領域:平面幾何學
  • 應用學科:數學,物理

發展簡史

梅涅勞斯是公元一世紀希臘數學家和天文學家.他解決了一個很重要的問題——共線點問題,通稱為梅涅勞斯定理。

定理定義

當一條直線交三邊所在的直線分别于點時,則有

驗證推導

證明一

過點A作的延長線于點。則

證明二

過點,則

兩式相乘得

證明三

過點的垂線,垂足為點,延長邊的延長線于點,連接,則,所以,且,在中,由結論1可知,代入已知條件可得,即為

證明四:

不妨設,交于點,交于點,交于點,記

由結論2可得:

從而,,三線共點

是同一點

證明五

平行于于點

定理推廣

梅涅勞斯定理在三角形中成立,我們同樣可以推廣到三棱錐中去,也同樣能得出優美的定理.并且能有很好的應用

分别是正四面體的棱上的點,則四點共面的充要條件是: 

不妨設相交于一點,在面中,梅涅勞斯定理知:

不共面.但是可确定一個平面.交于一點,則由“必要性“知:

命題可看作“梅涅勞斯定理”在空間四面體中的推廣。

定理意義

在證明平面幾何題時,常常需要将所要證明的結論進行轉化,歸結為基本幾何圖形——三角形。本文從課本上一道習題出發,将其推廣為三角形中的一個等量表達式。

它反映了三角形中各種線段之間的關系,對于解決許多有關三角形中線段的問題,往往能起到事半功倍的效。比如塞瓦定理和梅涅勞斯定理就可以通過本文的結論簡單推出,三角形中的内外角平分線性質也可以得到一個有趣的證明,等等。尤其在做自招題和數學競賽試題中,該等式非常有用。

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