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2015年8月27日 星期四

[數學] 等高三角形的面積比等於底邊比及應用





等高三角形的面積比等於底邊比這個定理很重要,但很多學生都會忘記,所以拿出來講一講。
對於像上圖一樣的三角形,紅色部分的面積 S1 和綠色面積 S2 的比例
和它們的底邊長度a和b的比例有以下關係(證明自己想想):
S1:S2=a:bS1:(S1+S2)=a:(a+b)S2:(S1+S2)=b:(a+b)

剛剛在yahoo知識+剛好看到有人發了一個相關的問題如下:
ABC面積為81,ABC中各邊取13等分點分別為A1B1C1 使得 2AA1=A1B2BB1=B1C2CC1=C1A,如此下去,A1B1C1A2B2C2A3B3C3,設其面積分別為 a1a2a3。則 a1+a2+a3+...+a6=


首先定義[XYZ]=XYZ的面積,
利用等高三角形的面積比等於底邊比定理可知
[AB1B]:[ABC]=BB1:BC=1:3

[A1B1B]:[AB1B]=A1B:AA1=2:3
所以
[A1B1B]=(13)(23)[ABC]=29[ABC]

同理可證
[A1B1B]=[A1C1A]=[C1B1C]=29[ABC]

所以
[A1B1C1]
=[ABC][A1B1B][A1C1A][C1B1C]
=[ABC]3(29)[ABC]
=[13ABC]

同理可得第i個三角形的面積
[AiBiCi]=13[Ai1Bi1Ci1]=(13)i[ABC]

所以
a1+a2+a3+...+a6
=(13)1[ABC]+(13)2[ABC]+...+(13)6[ABC]
=(13)181+(13)281+...+(13)681

這是等比數列的總和,首項a=813=27,比例r=13,項數6,所以
a1+a2+a3+...+a6=271(13)6113=3649

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