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三角形内角和:解密三角形之谜

发布日期:2024-04-23 12:09:17

三角形的内角和是指三角形三个内角的度数之和。我们来看下面这个三角形,它的内角和为180度:

那么,证明这个结论的方法是什么呢?这里,我们介绍两种方法:

方法一:尺规作图法

我们可以用尺规作图法证明三角形的内角和为180度,具体方法如下:

  1. 在三角形的一条边AC上任意取一点B,以此为圆心做一条半径为BC的圆,与线段AB和BC分别交于点E和D;
  2. 再以点C为圆心做一条半径为DC的圆,与线段AC相交于点F。

如下图所示:

通过观察图中所示的各角度可以发现,∠BAC ∠ACB ∠ABC = ∠BAE ∠DCE ∠ACF。而根据圆的性质,可知∠BAE = ∠DCE = ∠ACF = 90度,于是有∠BAC ∠ACB ∠ABC = 180度,即三角形内角和为180度。

方法二:向量法

我们还可以通过向量法证明三角形的内角和为180度,具体方法如下:

以三角形ABC的一个顶点A为坐标原点,建立平面直角坐标系。设向量AB和AC的坐标分别为(a1,a2)和(b1,b2)。

由向量的加法可知,向量BC的坐标为(b1-a1,b2-a2),同时向量的数量积公式可知,向量AB·AC=a1b1 a2b2。

将向量AB和AC带入数量积公式,有AB·AC = a1b1 a2b2 = |AB|·|AC|·cos∠BAC。

又因为∠BAC是三角形ABC内角的对顶角,所以∠BAC ∠ABC ∠ACB=π(即180度)。于是,将AB·AC的值带入上式,可以得到cos(∠BAC) = (a1b1 a2b2)/(|AB|·|AC|)。

而cos(∠BAC)的值恰好等于向量AB和AC夹角的余弦值,所以∠BAC的度数等于向量AB和AC夹角的度数。同理,∠ABC和∠ACB的度数分别等于向量BC和BA、向量CA和CB夹角的度数。故三角形ABC内角的度数之和为360度。

通过以上两种方法的证明,我们可以知道三角形内角和为180度。

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