三角形中心函数(有时简称为中心函数)是一个非零函数 ,它是 齐次 的
(1)
|
关于 和 的二对称性,
(2)
|
并且使得由该函数编码的 三角形中心 的 三线坐标 在 、 和 中是循环的,
(3)
|
几乎所有常见的三角形特殊点都满足这三个性质(Bottema,1981-82),并且可以分别称为齐次性、二对称性和循环性(Kimberling 1998,第 46 页)。
这个定义基于平面三角形几乎所有特殊点共有的几何性质。然而,一个重要的例外是 双心点,它缺乏二对称性,因此不是三角形中心。这类点最著名的例子是第一和第二布罗卡点,它们的三线坐标分别为
(4)
|
和
(5)
|
(Kimberling 1998,第 46 页)。
由于 三线坐标 定义中的对称性,一个函数 就足以通过变量的循环排列来确定中心的所有三个坐标。这些变量可以对应于角(、、),边长(、、),或混合形式,因为边长和角可以使用余弦定理相互转换。
例如,三角形重心 的三角形中心函数可以由下式给出
(6)
|
其中三角形的边长为 、 和 。然后循环排列变量给出重心的完整 三线坐标 为
(7)
|
对于单个 三角形中心,两个三角形中心函数不必相同。例如,如果 是三角形 的 -高,那么表达式 、、、 和 是 三角形重心 的等价三角形中心函数,即使 。两个三角形中心函数是等价的(即,它们是同一中心的三角形函数)当且仅当它们的比率是关于 、 和 和/或 、 和 对称的函数时。例如,重心三角形函数 和 的比率是 ,其中 是 的 外接圆半径。因此,它们是等价的三角形中心函数。
另请注意,通常以缩写形式 给出三角形中心函数,该形式没有显式地满足二对称性,而是满足二反对称性,因此 。在这种情况下, 可以转换为等价形式 ,后者确实通过定义满足二对称性属性
(8)
|
这种类型的一个例子是 Kimberling 中心 ,它有一个列表中心为
(9)
|
这对应于真正的三角形中心函数
(10)
|
Kimberling(1994、1998 和在线)列举了数千个三角形中心,为了纪念他,在这项工作中被称为 Kimberling 中心,第 个 Kimberling 中心 被表示为 。