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质量外心


质量外心是一个概念,可以通过类比多边形几何质心的构造方法来定义。多边形的几何质心可以通过以下方法确定:使用任意内点对多边形进行三角剖分,计算每个三角形的质心,取三角形的加权和(权重为各个三角形的面积),然后将结果除以多边形的总面积。执行相同的程序,但对于每个三角形取外心而不是几何质心,得到质量外心,其值与原始多边形的三角剖分方式无关。

Laisant (1887, 页 150-151) 提到了这种构造方法,他们将其归功于意大利代数几何学家 G. Bellavitis (Tabachnikov 和 Tsukerma 2015)。

质量外心的显式公式可以通过以下方式给出

x^__C=1/(4A)sum_(i=1)^(n)y_i(x_(i-1)^2+x_(i-1)^2-x_(i+1)^2-y_(i+1)^2)
(1)
y^__C=1/(4A)sum_(i=1)^(n)-x_i(x_(i-1)^2+x_(i-1)^2-x_(i+1)^2-y_(i+1)^2)
(2)

(Tabachnikov 和 Tsukerma 2015) 或

x^__C=1/(4A)sum_(i=1)^(n)(-y_iy_(i+1)^2+y_i^2y_(i+1)+x_i^2y_(i+1)-x_(i+1)^2y_i)
(3)
y^__C=1/(4A)sum_(i=1)^(n)(-x_(i+1)y_i^2+x_iy_(i+1)^2+x_ix_(i+1)^2-x_i^2x_(i+1))
(4)

(Tabachnikov 和 Tsukerma 2014) 对于顶点 (x_i,y_1), ..., (x_n,y_n), 面积 A 的多边形,其中范围 [1,n] 之外的索引被视为指代循环重复的顶点。

对于圆内接多边形,质量外心与外心重合。


另请参阅

几何质心, 三角剖分

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参考文献

Adler, V. "Cutting of Polygons." Funct. Anal. Appl. 27, 141-143, 1993.Laisant, C.-A. Théorie et applications des équipollences. Paris: Gauthier-Villars, 页 150-151, 1887.Tabachnikov, S. and Tsukerman, E. "Circumcenter of Mass and Generalized Euler Line." Disc. Comput. Geom. 51, 815-836, 2014.Tabachnikov, S. and Tsukerman, E. "Remarks on the Circumcenter of Mass." Arnold Math. J. 1, 101-112, 2015.

请引用为

Weisstein, Eric W. "质量外心。" 来自 MathWorld--Wolfram Web 资源。 https://mathworld.net.cn/CircumcenterofMass.html

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