TSC999 发表于 2022-2-14 11:04:57

如何由三条角平分线长度算出各边长度?

已知三角形各内角的平分线长分别是 \(t_a=1.05531, t_b = 1.2339,t_c = 1.1252\) 以及平分线长与边长的计算公式,如何算出各边 \(a,b,c\) 的长度?用任何计算软件、任何方法都可以。

计算依据是下面三个公式:

\(t_a=\frac{\sqrt{bc(b+c+a)(b+c-a)}}{b+c}\);
\(t_b=\frac{\sqrt{ca(c+a+b)(c+a-b)}}{c+a}\);
\(t_c=\frac{\sqrt{ab(a+b+c)(a+b-c)}}{a+b}\);

式中 \(t_a\) 是角 \(A\) 的平分线,余类推。\(a\) 是角 \(A\) 的对边,余类推。

如果直接用 mathematica 软件中的 NSolve 指令解上面三个方程是不行的,得出的是错误结果。

我用的是一个非常规方法,得到了下面这个正确的结果:\(a = 1.41412,b = 1.20822,c = 1.33451\) 。

期待看到网友们的计算方法。



补充内容 (2022-2-26 09:54):
不知道啥原因啊,现在我用 NSolve 指令测试又行了。

补充内容 (2022-2-26 19:32):
既然 NSolve 指令没有问题,本帖子就没有任何意义了。请管理员删除了吧。

yigo 发表于 2022-2-14 15:12:55

本帖最后由 yigo 于 2022-2-14 15:15 编辑

https://s4.ax1x.com/2022/02/14/HyaWJe.jpg

TSC999 发表于 2022-2-15 14:57:13

本帖最后由 TSC999 于 2022-2-15 15:01 编辑

【初等数学讨论】网站的网友推荐的计算程序是:

northwolves 发表于 2022-2-16 15:42:55

令$a/sinA=b/sinB=c/sinC=k$
则 $t_a=\frac{\sqrt{bc(b+c+a)(b+c-a)}}{b+c}$
$=\frac{\sqrt{bc(b^2+c^2-a^2+2bc)}}{b+c}$
$=\frac{bc\sqrt{2(1+cos(A))}}{b+c}$
$=\frac{2bc cos(A/2)){b+c}$
$=\frac{ksinBsinC }{cos((B-C)/2)}$

王守恩 发表于 2022-2-24 09:00:54

northwolves 发表于 2022-2-16 15:42
令$a/sinA=b/sinB=c/sinC=k$
则 $t_a=\frac{\sqrt{bc(b+c+a)(b+c-a)}}{b+c}$
$=\frac{\sqrt{bc(b^2+c^2-a ...
这样也是可以的。

已知3条角平分线 \(t_{a},t_{b},t_{c}\),求3条边 a,b,c,

记3条边为 \(k\sin(A),k\sin(B),k\sin(C)\),则根据面积相等,我们有

\(t_{a}\sin(A)\sin(A/2+B)=t_{b}\sin(B)\sin(B/2+C)=t_{c}\sin(C)\sin(C/2+A)=k\sin(A)\sin(B)\sin(C)\)

譬如:\(t_{a}=4,t_{b}=5,t_{c}=6\)

NSolve[{4 Sin Sin == 5 Sin Sin ==6 Sin Sin == k Sin Sin Sin,
A + B + C == \, \/2 > A > 0, \/2 > B > 0, \/2 > C >0}, {A, B, C, k}]
{{A -> 1.42176, B -> 0.985725, C -> 0.734107, k -> 7.10547}}

gxqcn 发表于 2022-2-24 17:22:41

由 \
可得 \[ (b+c)^2 ( b c - t_a^2 )=a^2 b c\]
其它依此类推。用楼主的数据,可列方程组:NSolve[{(b + c)^2 (b c - 1.05531^2 ) == a^2 b c ,
        (c + a)^2 (c a - 1.2339^2 ) == b^2 c a,
        (a + b)^2 (a b - 1.1252^2 ) == c^2 a b,
a > 0 , b > 0, c > 0},{a, b, c}]
结果为:\[\{\{a \to 1.41412, b \to 1.20822, c \to 1.33451\}\}\]

其实,直接用角平分线长公式去反求,是可以得到答案的:NSolve[{Sqrt/(b + c) == 1.05531,
        Sqrt/(c + a) == 1.2339,
        Sqrt/(a + b) == 1.1252,
a > 0, b > 0,c > 0}, {a, b, c}]不知为何与楼主的测试结果不同?

northwolves 发表于 2022-2-26 19:04:31

本帖最后由 northwolves 于 2022-2-26 19:05 编辑

这是不是中线公式?

$P_a=\sqrt{(b^2+c^2)-\frac{1}{2}a^2}$
$P_b=\sqrt{(a^2+c^2)-\frac{1}{2}b^2}$
$P_c=\sqrt{(a^2+b^2)-\frac{1}{2}c^2}$

宇宙无理数 发表于 2022-2-26 20:02:36

northwolves 发表于 2022-2-26 19:04
这是不是中线公式?

$P_a=\sqrt{(b^2+c^2)-\frac{1}{2}a^2}$


这些公式都是汇心几何学中定理12.1.3的直接推论, 你若有兴趣可以根据定理12.1.3直接写出垂线长度, 外线长度等等的公式.
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