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三角形中心函数


三角形中心函数(有时简称为中心函数)是一个非零函数 f(a,b,c),它是 齐次

 f(ta,tb,tc)=t^nf(a,b,c)
(1)

关于 bc 的二对称性,

 f(a,c,b)=f(a,b,c)
(2)

并且使得由该函数编码的 三角形中心三线坐标abc 中是循环的,

 alpha:beta:gamma=f(a,b,c):f(b,c,a):f(c,a,b).
(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第二布罗卡点,它们的三线坐标分别为

 c/b:a/c:b/a
(4)

 b/c:c/a:a/b,
(5)

(Kimberling 1998,第 46 页)。

由于 三线坐标 定义中的对称性,一个函数 alpha 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(ABC),边长(abc),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 G 的三角形中心函数可以由下式给出

 alpha=bc,
(6)

其中三角形的边长为 abc。然后循环排列变量给出重心的完整 三线坐标

 alpha:beta:gamma=bc:ca:ab.
(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 h_a 是三角形 DeltaABCa-高,那么表达式 cscAsinBsinC1/abch_a三角形重心 G 的等价三角形中心函数,即使 cscA!=sinBsinC。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 abc 和/或 ABC 对称的函数时。例如,重心三角形函数 cscAh_a 的比率是 cscA/h_a=1/(2RsinAsinBsinC),其中 RDeltaABC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 f^'(a,b,c) 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 f^'(a,c,b)=-f^'(a,b,c)。在这种情况下,f^'(a,b,c) 可以转换为等价形式 f(a,b,c),后者确实通过定义满足二对称性属性

 f(a,b,c)=[f^'(a,b,c)]^2f^'(b,c,a)f^'(c,a,b).
(8)

这种类型的一个例子是 Kimberling 中心 X_(100),它有一个列表中心为

 alpha_(100)=1/(b-c),
(9)

这对应于真正的三角形中心函数

 alpha_(100)=1/((a-b)(b-c)^2(c-a)).
(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 nKimberling 中心 被表示为 X_n


另请参阅

精确三线坐标Kimberling 中心主要三角形中心正规三角形中心三角形中心三线坐标

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参考文献

Bottema, O. "Het begrip 'merkwaardig' met betrekking tot punten in de driehoeksmeetkunde." Nieuw Tijdschr. Wisk., 69, 2-7, 1981-82.Kimberling, C. "Triangle Centers." http://faculty.evansville.edu/ck6/tcenters/.Kimberling, C. "Triangle Centers as Functions." Rocky Mtn. J. Math. 23, 1269-1286, 1993.Kimberling, C. "Central Points and Central Lines in the Plane of a Triangle." Math. Mag. 67, 163-187, 1994.Kimberling, C. "Triangle Centers and Central Triangles." Congr. Numer. 129, 1-295, 1998.Lester, J. "Triangles III: Complex Triangle Functions." Aequationes Math. 53, 4-35, 1997.

在 Wolfram|Alpha 上引用

三角形中心函数

请引用本文献为

Weisstein,Eric W. “三角形中心函数。” 来自 MathWorld--Wolfram 网络资源。 https://mathworld.net.cn/TriangleCenterFunction.html

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