蝴蝶定理用向量證明
- 教育綜合
- 2024-09-22 17:44:32
蝴蝶定理證明是什么?
蝴蝶定理(Butterfly Theorem):設(shè)M為圓內(nèi)弦PQ的中點(diǎn),過M作弦AB和CD。設(shè)AD和BC各相交PQ于點(diǎn)X和Y,則M是XY的中點(diǎn)。
去掉中點(diǎn)的條件,結(jié)論變?yōu)橐粋€(gè)一般關(guān)于有向線段的比例式,稱為“坎迪定理”,不為中點(diǎn)時(shí)滿足:1/MY-1/MX=1/MQ-1/MP ,這對(duì)2,3均成立。
蝴蝶定理是古典歐式平面幾何的最精彩的結(jié)果之一。這個(gè)定理的證法不勝枚舉,至今仍然被數(shù)學(xué)熱愛者研究,在考試中時(shí)有出現(xiàn)各種變形。
發(fā)展歷史
這個(gè)命題最早作為一個(gè)征解問題出現(xiàn)于公元1815年英國(guó)的一本雜志《男士日記》(Gentleman's Diary)39-40頁(yè)(P39-40)上。有意思的是,直到1972年以前,人們的證明都并非初等,且十分繁瑣。
這篇文章登出的當(dāng)年,英國(guó)一個(gè)自學(xué)成才的中學(xué)數(shù)學(xué)教師W.G.霍納(他發(fā)明了多項(xiàng)式方程近似根的霍納法)給出了第一個(gè)證明,完全是初等的;另一個(gè)證明由理查德·泰勒(Richard Taylor)給出。
另外一種早期的證明由M.布蘭德(Mile Brand)1827年的一書中給出。最為簡(jiǎn)潔的證法是射影幾何的證法,由英國(guó)的J·開世在"A Sequel to the First Six Books of the Elements of Euclid"給出,只有一句話,用的是線束的交比。
“蝴蝶定理”這個(gè)名稱最早出現(xiàn)于《美國(guó)數(shù)學(xué)月刊》1944年2月號(hào),題目的圖形象一只蝴蝶。
1981年,Crux雜志刊登了K.薩蒂亞納拉亞納(Kesirajn Satyanarayana)用解析幾何的一種比較簡(jiǎn)單的方法,利用直線束,二次曲線束。
1990年,CMO出現(xiàn)了箏形蝴蝶定理。
蝴蝶定理最簡(jiǎn)單證明
蝴蝶定理最簡(jiǎn)單證明如下:
1、M作為圓內(nèi)弦的交點(diǎn)是不必要的,可以移到圓外。
2、圓可以改為任意圓錐曲線。
3、將圓變?yōu)橐粋€(gè)箏形,M為對(duì)角線交點(diǎn)。
4、去掉中點(diǎn)的條件,結(jié)論變?yōu)橐粋€(gè)一般關(guān)于有向線段的比例式,稱為“坎迪定理”, 不為中點(diǎn)時(shí)滿足。這對(duì)1,2均成立。
蝴蝶定理(Butterfly Theorem),是古代歐氏平面幾何中最精彩的結(jié)果之一。這個(gè)命題最早出現(xiàn)在1815年,由W.G.霍納提出證明。而“蝴蝶定理”這個(gè)名稱最早出現(xiàn)在《美國(guó)數(shù)學(xué)月刊》1944年2月號(hào),題目的圖形像一只蝴蝶。這個(gè)定理的證法不勝枚舉,仍然被數(shù)學(xué)愛好者研究,在考試中時(shí)有各種變形。
這個(gè)命題最早作為一個(gè)征解問題出現(xiàn)于公元1815年英國(guó)的一本雜志《男士日記》(Gentleman's Diary)39-40頁(yè)(P39-40)上。有意思的是,直到1972年以前,人們的證明都并非初等,且十分繁瑣。
這篇文章登出的當(dāng)年,英國(guó)一個(gè)自學(xué)成才的中學(xué)數(shù)學(xué)教師W.G.霍納(他發(fā)明了多項(xiàng)式方程近似根的霍納法)給出了第一個(gè)證明,完全是初等的;另一個(gè)證明由理查德·泰勒(Richard Taylor)給出。
另外一種早期的證明由M.布蘭德(Mile Brand)1827年的一書中給出。最為簡(jiǎn)潔的證法是射影幾何的證法,由英國(guó)的J開世在"A Sequel to the First Six Books of the Elements of Euclid"給出,只有一句話,用的是線束的交比。
“蝴蝶定理”這個(gè)名稱最早出現(xiàn)于《美國(guó)數(shù)學(xué)月刊》1944年2月號(hào),題目的圖形象一只蝴蝶。
蝴蝶定理證明是什么?
蝴蝶定理(Butterfly Theorem):設(shè)M為圓內(nèi)弦PQ的中點(diǎn),過M作弦AB和CD。設(shè)AD和BC各相交PQ于點(diǎn)X和Y,則M是XY的中點(diǎn)。
去掉中點(diǎn)的條件,結(jié)論變?yōu)橐粋€(gè)一般關(guān)于有向線段的比例式,稱為“坎迪定理”,不為中點(diǎn)時(shí)滿足:1/MY-1/MX=1/MQ-1/MP ,這對(duì)2,3均成立。
簡(jiǎn)介
蝴蝶定理最先是作為一個(gè)征求證明的問題,刊載于1815年的一份通俗雜志《男士日記》上,由于其幾何圖形形象奇特,酷似蝴蝶,因此而得名。
歷史上出現(xiàn)過許多優(yōu)美奇特的解法,其中最早的應(yīng)首推霍納所給出的非初等的證法。至于初等數(shù)學(xué)的證法,在國(guó)外資料中,一般都認(rèn)為是由一位中學(xué)數(shù)學(xué)教師斯特溫首先提出的,他給出的是面積法的證明。
蝴蝶模型基本公式是什么?
●蝴蝶模型
蝴蝶模型,是平面圖形中常用的五個(gè)模型之一,其特點(diǎn)是通過邊與面積的關(guān)系來解決問題。對(duì)于初學(xué)者來說,最重要的是理解什么是蝴蝶模型并熟記它的特征,蝴蝶模型分為任意四邊形和梯形中的蝶形。
一、蝴蝶模型的相關(guān)知識(shí)
1.定義:如圖,在任意凸四邊形ABCD中,AC、BD相較于點(diǎn)O,形成的圖形形似蝴蝶而被稱為蝴蝶模型。其中存在的比例關(guān)系被稱為蝴蝶定理。
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2.核心:比例模型又:
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二、蝴蝶模型的原理剖析
如圖,在任意凸四邊形ABCD中,AC,BD相交于O點(diǎn),則有三角形AOD與三角形AOB有相同的高,所以S△AOB:S△AOD=OB:OD,即S1:S2=OB:OD。
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三、蝴蝶模型的方法運(yùn)用
蝴蝶模型解題四部曲:
第一步:觀察:圖中是否有蝴蝶模型
第二步:構(gòu)造:蝴蝶模型
第三步:假設(shè):線段長(zhǎng)度或圖形面積
第四步:轉(zhuǎn)化:將假設(shè)的未知數(shù)轉(zhuǎn)化到已知比例中計(jì)算
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【例1】
如圖,某公園的外輪廓是四邊形ABCD,被對(duì)角線AC、BD分成四個(gè)部分,△AOB面積為1平方千米,△BOC面積為2平方千米,△COD的面積為3平方千米,公園由陸地面積是6.92平方千米和人工湖組成,求人工湖的面積是多少平方千米?
【例2】
如圖所示,BD、CF將長(zhǎng)方形ABCD分成4塊,△DEF的面積是4平方厘米,△CED的面積是6平方厘米。問:四邊形ABEF的面積是多少平方厘米?
蝴蝶定理是什么?
蝴蝶定理這個(gè)命題最早出現(xiàn)在1815年,而“蝴蝶定理”這個(gè)名稱最早出現(xiàn)在《美國(guó)數(shù)學(xué)刊》1944年2月號(hào),由于其幾何圖形形象奇特,貌似蝴蝶,便以此命名。
蝴蝶定理(ButterflyTheorem):設(shè)M為圓內(nèi)弦PQ的中點(diǎn),過M作弦AB和CD。設(shè)AD和BC各相交PQ于點(diǎn)X和Y,則M是XY的中點(diǎn)。
去掉中點(diǎn)的條件,結(jié)論變?yōu)橐粋€(gè)一般關(guān)于有向線段的比例式,稱為“坎迪定理”,不為中點(diǎn)時(shí)滿足:1/MY-1/MX=1/MQ-1/MP,這對(duì)2,3均成立。
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