海倫公式又譯作希倫公式、海龍公式、希羅公式、海倫-秦九韶公式,傳說是古代的叙拉古國王希倫(Heron,也稱海龍)二世發現的公式,是一個利用三角形的三條邊長直接求三角形面積的公式。下面我們利用初中的知識進行推導(注意:公式推導過程的方法比公式更為重要)
題:已知△ABC的三邊為a,b,c,求△的面積S。
分析:以a為底邊,欲求△ABC的面積,隻需要求得BC上高。
解:不妨設BC為最大邊,作△ABC的高AD(如圖)。設BD=x,則DC=a-x。
由勾股定理,得
AB^2-BD^2=AD^2=AC^2-DC^2,
所以c^2-x^2=b^2-(a-x)^2,
整理,得
2ax=a^2 c^2-b^2,
所以x=( a^2 c^2-b^2)/2a,
所以AD^2= c^2-x^2
= c^2-[( a^2 c^2-b^2)/2a]^2,
=1/(4a^2)•[4a^2c^2-( a^2 c^2-b^2)^2]
=1/(4a^2)•(2ac a^2 c^2-b^2)(2ac- a^2-c^2 b^2)
=1/(4a^2)•[(a c)^2-b^2][b^2-(a-c)^2]
=1/(4a^2)•(a c b)(a c-b)(b a-c)(b-a c)
=1/(4a^2)•(a b c)(b c-a)(c a-b) (a b-c),
所以AD=1/(2a)•√[(a b c)(b c-a)(c a-b) (a b-c)],
所以S=1/2•a•1/(2a)•√[(a b c)(b c-a)(c a-b) (a b-c)]
=1/4•√[(a b c)(b c-a)(c a-b) (a b-c)],
令(a b c)/2=p(這裡的p稱為三角形半周長),則
a b c=2p,
b c-a=a b c-2a=2(p-a),
c a-b=a b c-2b=2(p-b),
a b-c=a b c-2c=2(p-c),
所以S=1/4•√[2p•2(p-a)•2(p-b)•2(p-c)]
=√[p(p-a)(p-b)(p-c)].
這就是海倫公式,在我國又稱為秦九韶海倫公式。公式雖然有點複雜,但和諧好記。
這個公式在實際問題中得到廣泛的運用,深受民間百姓的喜愛。有了這個公式,隻要将三角形三邊的長一代,馬上就可以算出它的面積來。由于在測量三角形土地面積時測量三邊的長是最容易的,又不會存在大的争議(如果測量一邊上的高往往争議不斷),所以這個公式才深得人們的喜歡而廣為流傳。
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