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垂心


Orthocenter

三角形三条高线 AH_A, BH_B, 和 CH_C 的交点 H 称为垂心。名称由 Besant 和 Ferrers 于 1865 年在剑桥通往伦敦的道路上散步时发明(Satterly 1962)。垂心的 三线坐标

 cosBcosC:cosCcosA:cosAcosB.
(1)

如果 三角形 不是 直角三角形,则 (1) 可以除以 cosAcosBcosC 得到

 secA:secB:secC.
(2)

垂心是 Kimberling 中心 X_4

下表总结了作为 Kimberling 中心的命名三角形的垂心。

如果三角形是 锐角三角形,则垂心位于三角形内部。在 直角三角形 中,垂心是 直角多边形顶点

当三角形的顶点与其垂心组合时,任何一个点都是其他三个点的垂心,正如 Carnot (Wells 1991) 最早指出的那样。因此,这四个点形成一个 垂心系统

CircumcenterOrthocenter

外心 O 和垂心 H等角共轭点

垂心位于 欧拉线 上。它位于 Fuhrmann 圆垂心心圆 上,并且垂心和 Nagel 点 构成 Fuhrmann 圆直径。它是 极圆第一 Droz-Farny 圆 的中心。它也位于 费尔巴哈双曲线耶拉贝克双曲线基佩尔特双曲线,以及 Darboux 三次曲线M'Cay 三次曲线Neuberg 三次曲线正交三次曲线汤姆森三次曲线 上。

到一些命名中心的距离包括

HCl=(8a^2b^2c^2|cosA||cosB||cosC|)/((a+b+c)(a^5-ba^4-ca^4+2bc^2a^2+2b^2ca^2-b^4a-c^4a+2b^2c^2a+b^5+c^5-bc^4-b^4c))
(3)
HG=2/3OH
(4)
HGe=(sqrt(a^(10)-b^2a^8-c^2a^8+b^2c^2a^6-b^8a^2-c^8a^2+b^2c^6a^2+b^6c^2a^2+b^(10)+c^(10)-b^2c^8-b^8c^2))/(4Delta^2(a^2+b^2+c^2))
(5)
HI=sqrt(2r^2+4R^2-S_omega)
(6)
HK=1/(4Delta(a^2+b^2+c^2))(sqrt(a^(10)-b^2a^8-c^2a^8+b^2c^2a^6-b^8a^2-c^8a^2+b^2c^6a^2+b^6c^2a^2+b^(10)+c^(10)-b^2c^8-b^8c^2))
(7)
HL=2OH
(8)
HM=((a^3-ba^2-ca^2-b^2a-c^2a-2bca+b^3+c^3-bc^2-b^2c)IL)/((a+b+c)(a^2-2ba-2ca+b^2+c^2-2bc))
(9)
HN=1/2OH
(10)
HNa=2OI
(11)
HO=(sqrt(a^6-b^2a^4-c^2a^4-b^4a^2-c^4a^2+3b^2c^2a^2+b^6+c^6-b^2c^4-b^4c^2))/(4Delta)
(12)
=sqrt(9R^2-(a^2+b^2+c^2))
(13)
=sqrt(9R^2-2S_omega)
(14)
HSp=1/2IL,
(15)

其中 ClClawson 点G三角形重心GeGergonne 点I内心K界心Lde Longchamps 点MmittenpunktN九点中心NaNagel 点O外心SpSpieker 中心Delta三角形面积R外接圆半径,以及 S_omegaConway 三角形符号

涉及垂心的关系包括以下内容

a^2+b^2+c^2+AH^2+BH^2+CH^2=(3a^2b^2c^2)/(4Delta^2)
(16)
=12R^2
(17)
AH+BH+CH=(abc)/(2Delta)(|cosA|+|cosB|+|cosC|)
(18)
AH^2+BH^2+CH^2=4R^2-(2S_AS_BS_C)/(S^2),
(19)

其中 Delta 是面积,R参考三角形外接圆半径,以及 SS_AS_BS_CConway 三角形符号 (P. Moses, 私人交流, 2005 年 2 月 23 日)。在 锐角三角形 的情况下,

AH+BH+CH=2(r+R)
(20)
AH^2+BH^2+CH^2=4R(R-r_H),
(21)

其中 r内切圆半径

 r_H=2R|cosAcosBcosC|
(22)

垂足三角形 的内切圆半径 (Johnson 1929, p. 191)。

另一个垂心关系由下式给出

 AH^2+BH^2+CH^2=OH^2+3R^2,
(23)

其中 O外心

任何外接于 三角形 且穿过垂心的 双曲线 都是 矩形双曲线,并且其中心位于 九点圆 上 (Falisse 1920, Vandeghen 1965)。


另请参阅

外心, Droz-Farny 圆, 欧拉线, Fuhrmann 圆, 内心, 垂足三角形, 垂心坐标, 垂心四边形, 垂心系统, 极圆, 三角形重心

使用 探索

参考文献

Altshiller-Court, N. College Geometry: A Second Course in Plane Geometry for Colleges and Normal Schools, 2nd ed., rev. enl. New York: Barnes and Noble, pp. 165-172, 1952.Carr, G. S. Formulas and Theorems in Pure Mathematics, 2nd ed. New York: Chelsea, p. 622, 1970.Coxeter, H. S. M. and Greitzer, S. L. "More on the Altitudes and Orthocenter of a Triangle." Geometry Revisited. Washington, DC: Math. Assoc. Amer., pp. 9 and 36-40, 1967.Dixon, R. Mathographics. New York: Dover, p. 57, 1991.Falisse, V. Cours de géométrie analytique plane. Brussels, Belgium: Office de Publicité, 1920.Johnson, R. A. Modern Geometry: An Elementary Treatise on the Geometry of the Triangle and the Circle. Boston, MA: Houghton Mifflin, pp. 165-172 and 191, 1929.Honsberger, R. "The Orthocenter." Ch. 2 in Episodes in Nineteenth and Twentieth Century Euclidean Geometry. Washington, DC: Math. Assoc. Amer., pp. 17-26, 1995.Kimberling, C. "Central Points and Central Lines in the Plane of a Triangle." Math. Mag. 67, 163-187, 1994.Kimberling, C. "Orthocenter." http://faculty.evansville.edu/ck6/tcenters/class/orthocn.html.Kimberling, C. "Encyclopedia of Triangle Centers: X(4)=Orthocenter." http://faculty.evansville.edu/ck6/encyclopedia/ETC.html#X4.Satterly, J. "2997. Relations Between the Portions of the Altitudes of a Plane Triangle." Math. Gaz. 46, 50-51, 1962.Vandeghen, A. "Some Remarks on the Isogonal and Cevian Transforms. Alignments of Remarkable Points of a Triangle." Amer. Math. Monthly 72, 1091-1094, 1965.Wells, D. The Penguin Dictionary of Curious and Interesting Geometry. London: Penguin, p. 165, 1991.

在 上被引用

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请引用本文为

Weisstein, Eric W. “垂心。” 来自 Web 资源。 https://mathworld.net.cn/Orthocenter.html

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