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马里昂定理


MarionsTheorem

马里昂定理(《数学教师》1993年,Maushard 1994年,Morgan 1994年)指出,通过三等分三角形每条边,并将相应的点与对角顶点连接所确定的中心六边形区域的面积,是原始三角形面积的 1/10。

这可以很容易地使用三线坐标证明。在上图中,A=1:0:0B=0:1:0C=0:0:1,并且根据多等分公式,三等分点的三线坐标为

A_(BC)=0:2c:b
(1)
A_(CB)=0:c:2b
(2)
B_(AC)=2c:0:a
(3)
B_(CA)=c:0:2a
(4)
C_(AB)=2b:a:0
(5)
C_(BA)=b:2a:0.
(6)

然后,其他标记的点可以计算为

D=BB_(AC) intersection AA_(CB)=4bc:ac:2ab
(7)
E=CC_(AB) intersection AA_(BC)=4bc:2ac:ab
(8)
F=BB_(AC) intersection CC_(BA)=2bc:4ac:ab
(9)
G=AA_(BC) intersection BB_(CA)=bc:4ac:2ab
(10)
H=AA_(CB) intersection CC_(BA)=bc:2ac:4ab
(11)
I=CC_(AB) intersection BB_(CA)=2bc:ac:4ab
(12)
J=CC_(AB) intersection BB_(AC)=2bc:ac:ab
(13)
K=AA_(BC) intersection BB_(AC)=2bc:2ac:ab
(14)
L=AA_(BC) intersection CC_(BA)=bc:2ac:ab
(15)
M=BB_(CA) intersection CC_(BA)=bc:2ac:2ab
(16)
N=AA_(CB) intersection BB_(CA)=bc:ac:2ab
(17)
O=CC_(AB) intersection AA_(CB)=2bc:ac:2ab.
(18)

然后,使用三角形面积的三线方程,可以得到上面彩色三角形的面积,以原始三角形的面积表示。

Delta_(green)=1/(14)
(19)
Delta_(blue)=1/(21)
(20)
Delta_(purple)=(11)/(105)
(21)
Delta_(yellow)=1/(70).
(22)

然后取剩余的红色部分得到

Delta_(red)=1-(3·1/(14)+3·(11)/(105)+6·1/(21)+61/(70))
(23)
=1/(10),
(24)

正如最初所声明的那样。

马里昂定理的一个推广,有时被称为摩根定理,是由巴尔的摩 Patapsco 高中的二年级学生 Ryan Morgan 发现的(Morgan 1994)。如果三角形的边被分成 n 个相等的段(n 为奇数),并且每个分点都连接到对角顶点,则仍然会形成一个中心六边形(Maushard 1994)。摩根定理指出,这个六边形的面积

 Delta=8/((3n+1)(3n-1))
(25)

相对于原始三角形(Morgan 1994)。对于 n=1, 3, 5, ...,这给出了中心九边形数 1, 10, 28, 55, 91, 136, 190, 253, 325, 406, ... 的倒数之一 (OEIS A060544)。


另请参阅

第一 Morley 三角形

使用 Wolfram|Alpha 探索

参考文献

Conway, J. H. "Re: Marion's Theorem." geom.pre-college 讨论组, 1995 年 1 月 12 日。 http://mathforum.org/epigone/geom.pre-college/111/[email protected].Johanson, D. "Re: Marion's Theorem." geom.pre-college 讨论组, 1995 年 1 月 12 日。 http://mathforum.org/epigone/geom.pre-college/111/[email protected].Maushard, M. 来自巴尔的摩太阳报。 剪辑自阿肯色民主党报 1994/12/21。Morgan, R. "No Restriction Needed. The Mathematics Teacher 87, 726 和 743, 1994.Sloane, N. J. A. 序列 A060544 在“整数序列在线百科全书”中。Walter. "Re: Morgan's Theorem." geom.pre-college 讨论组, 1995 年 2 月 3 日。 http://mathforum.org/epigone/geometry-forum/27/[email protected].

在 Wolfram|Alpha 中被引用

马里昂定理

引用为

Weisstein, Eric W. “马里昂定理。” 来自 MathWorld——Wolfram Web 资源。 https://mathworld.net.cn/MarionsTheorem.html

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