海伦定律是什么

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/06/30 09:20:09

海伦公式又译希伦公式,传说是古代的叙拉古国王希伦二世发现的公式,利用三角形的三条边长来求取三角形面积。但根据Morris Kline在1908年出版的着作考证,这条公式其实是阿基米德所发现,以托希伦二世的名发表。

假设有一个三角形,边长分别为a、b、c,三角形的面积S可由以下公式求得:

S=\sqrt{s(s-a)(s-b)(s-c)}
而公式里的s:

s=\frac{a+b+c}
由于任何n边的多边形都可以分割成n-2个三角形,所以海伦公式可以用作求多边形面积的公式。比如说测量土地的面积的时候,不用测三角形的高,只需测两点间的距离,就可以方便地导出答案。

[编辑]证明
与海伦在他的着作"Metrica"中的原始证明不同,在此我们用三角公式和公式变形来证明。设三角形的三边a、b、c的对角分别为A、B、C,则馀弦定理为

\cos(C) = \frac{a^2+b^2-c^2}
从而有

\sin(C) = \sqrt{1-\cos^2(C)} = \frac{ \sqrt{-a^4 -b^4 -c^4 +2a^2b^2 +2b^2c^2 +2c^2a^2} }
因此三角形的面积S为

S = \fracab \sin(C)
= \frac\sqrt{-a^4 -b^4 -c^4 +2a^2b^2 +2b^2c^2 +2c^2a^2}
= \sqrt{s(s-a)(s-b)(s-c)}
最后的等号部分可用因式分解予以导出。

许多人学习如何计算一个三角形面积时,用的是它的高及与之相对的底的长度.然而,如果没有海伦定理,只知道三角形三条边的长度而要求它的面积,就需要三角学的知识.海伦因下列公式而在数学上青史留名:
三角形面积=根号下s(s-a)(s-b)(s-c)
这里,a,b和c是三角形三边的长度,而s是三角形三边长度和的一半.海伦公式的出现已知