2013年8月15日 星期四

國中數學: 由三角形三邊長求面積

題目:已知三角形三邊長分別為a, b, c,求此三角形面積。
解答:


在BC邊上畫一高AD,令BD=x, DC=y, 高為h,則
$${ a }^{ 2 }={ x }^{ 2 }+{ h }^{ 2 }\quad and\quad b^{ 2 }={ y }^{ 2 }+{ h }^{ 2 }\Rightarrow { a }^{ 2 }-{ x }^{ 2 }={ b }^{ 2 }-{ y }^{ 2 }\\ \Rightarrow { a }^{ 2 }-{ b }^{ 2 }={ x }^{ 2 }-{ y }^{ 2 }=\left( x+y \right) \left( x-y \right) =c\left( x-y \right) \\ \Rightarrow \left( x-y \right) =\frac { { a }^{ 2 }-{ b }^{ 2 } }{ c } \\ \Rightarrow \begin{cases} x+y=c \\ x-y=\frac { { a }^{ 2 }-{ b }^{ 2 } }{ c }  \end{cases}\Rightarrow x=\frac { { a }^{ 2 }-{ b }^{ 2 }+{ c }^{ 2 } }{ 2c } $$
$$\triangle ABC=\frac { 1 }{ 2 } c\times h=\frac { 1 }{ 2 } c\sqrt { { a }^{ 2 }-{ x }^{ 2 } } =\frac { 1 }{ 2 } c\sqrt { \left( a+x \right) \left( a-x \right)  } \\ =\frac { 1 }{ 2 } c\sqrt { \left( a+\frac { { a }^{ 2 }-{ b }^{ 2 }+{ c }^{ 2 } }{ 2c }  \right) \left( a-\frac { { a }^{ 2 }-{ b }^{ 2 }+{ c }^{ 2 } }{ 2c }  \right)  } \\ =\frac { 1 }{ 2 } c\sqrt { \left( \frac { { a }^{ 2 }+2ac+{ c }^{ 2 }-{ b }^{ 2 } }{ 2c }  \right) \left( \frac { { -a }^{ 2 }+2ac-{ c }^{ 2 }+{ b }^{ 2 } }{ 2c }  \right)  } \\ =\frac { 1 }{ 2 } c\sqrt { \left( \frac { { \left( a+c \right)  }^{ 2 }-{ b }^{ 2 } }{ 2c }  \right) \left( \frac { { b }^{ 2 }-{ \left( a-c \right)  }^{ 2 } }{ 2c }  \right)  } \\ =\frac { 1 }{ 2 } c\sqrt { \left( \frac { \left( a+b+c \right) \left( a-b+c \right)  }{ 2c }  \right) \left( \frac { \left( a+b-c \right) \left( -a+b+c \right)  }{ 2c }  \right)  } \\ =\frac { 1 }{ 4 } \sqrt { \left( a+b+c \right) \left( a-b+c \right) \left( a+b-c \right) \left( -a+b+c \right)  } \\ =\frac { 1 }{ 4 } \sqrt { \left( 2s \right) \left( 2s-2b \right) \left( 2s-2c \right) \left( 2s-2a \right)  } ,s={ \left( a+b+c \right)  }/{ 2 }\\ =\sqrt { s\left( s-a \right) \left( s-b \right) \left( s-c \right)  } $$

總論:三角形三邊長分別為a, b, c, 令s=(a+b+c)/2,則面積為 









2 則留言:

  1. 朱老師,您解的真好,不過有一處筆誤,解答第2行,應為b^2=h^2+y^2

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    1. 感謝您的指正,藉由此機會改用MathJax來編寫數學方程式,以利日後再編修! 謝謝!

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