海伦公式又译作希伦公式、海龙公式、希罗公式、海伦-秦九韶公式,传说是古代的叙拉古国王希伦(Heron,也称海龙)二世发现的公式,是一个利用三角形的三条边长直接求三角形面积的公式。下面我们利用初中的知识进行推导(注意:公式推导过程的方法比公式更为重要) 题:已知△ABC的三边为a,b,c,求△的面积S。 分析:以a为底边,欲求△ABC的面积,只需要求得BC上高。 解:作△ABC的高AD(如图)。设BD=x,则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,则 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)]. 这就是海伦公式。 当三角形三边长为整数时,利用这个公式求三角形的面积确实简便,因此,这个公式在实际问题中得到广泛的运用,更深受民间百姓的喜爱。 |
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