stringtranslate.com

Семиугольный треугольник

  Правильный семиугольник
   Более длинные диагонали
  Более короткие диагонали
Каждый из четырнадцати равных семиугольных треугольников имеет одну зеленую сторону, одну синюю сторону и одну красную сторону.

В евклидовой геометрии семиугольный треугольник — это тупоугольный , разносторонний треугольник , вершины которого совпадают с первой, второй и четвертой вершинами правильного семиугольника (от произвольной начальной вершины). Таким образом, его стороны совпадают с одной стороной и смежными более короткой и более длинной диагоналями правильного семиугольника. Все семиугольные треугольники подобны (имеют одинаковую форму), и поэтому они вместе известны как семиугольный треугольник. Его углы имеют меры и и это единственный треугольник с углами в отношениях 1:2:4. Семиугольный треугольник обладает различными замечательными свойствами.

Ключевые моменты

Центр девяти точек семиугольного треугольника также является его первой точкой Брокара . [1] : Предложение 12 

Вторая точка Брокара лежит на окружности девяти точек. [2] : стр. 19 

Центр описанной окружности и точки Ферма семиугольного треугольника образуют равносторонний треугольник . [1] : Теор. 22 

Расстояние между центром описанной окружности O и ортоцентром H определяется по формуле [2] : стр. 19 

где Rрадиус описанной окружности . Квадрат расстояния от инцентра I до ортоцентра равен [2] : стр. 19 

где r — радиус вписанной окружности .

Две касательные из ортоцентра к описанной окружности взаимно перпендикулярны . [2] : стр. 19 

Отношения расстояний

Стороны

Стороны семиугольного треугольника a < b < c совпадают соответственно со стороной, меньшей диагональю и большей диагональю правильного семиугольника. Они удовлетворяют [3] : Лемма 1 

(последнее [2] : стр. 13  является оптическим уравнением ) и, следовательно,

и [3] : Кор. 2 

Таким образом, b / c , c / a и a / b удовлетворяют кубическому уравнению

Однако для решений этого уравнения не существует алгебраических выражений с чисто действительными членами, поскольку это пример casus unreducibilis .

Приблизительное соотношение сторон равно

У нас также есть [4] [5]

удовлетворяют кубическому уравнению

У нас также есть [4]

удовлетворяют кубическому уравнению

У нас также есть [4]

удовлетворяют кубическому уравнению

У нас также есть [2] : стр. 14 

и [2] : стр. 15 

У нас также есть [4]

Высоты

Высоты h a , h b и h c удовлетворяют

[2] : стр. 13 

и

[2] : стр. 14 

Высота, проведенная из стороны b (противоположной углу B ), равна половине биссектрисы внутреннего угла A : [2] : стр. 19 

Здесь угол А — наименьший угол, а угол В — второй наименьший угол.

Биссектрисы внутренних углов

Имеем следующие свойства биссектрис внутреннего угла и углов A, B и C соответственно: [2] : стр. 16 

Окружность, входящая в окружность и выходящая из нее окружность

Площадь треугольника равна [6]

где R — радиус описанной окружности треугольника .

У нас есть [2] : стр. 12 

У нас также есть [7]

Отношение r / R радиуса вписанной окружности к радиусу описанной окружности является положительным решением кубического уравнения [6]

Кроме того, [2] : стр. 15 

У нас также есть [7]

В общем случае для всех целых n ,

где

и

У нас также есть [7]

У нас также есть [4]

Радиус вписанной окружности r a, соответствующий стороне a, равен радиусу окружности девяти точек семиугольного треугольника. [2] : стр. 15 

Ортогональный треугольник

Ортотреугольник семиугольного треугольника с вершинами у подножий высот подобен семиугольному треугольнику с отношением подобия 1:2. Семиугольный треугольник — единственный тупоугольный треугольник, который подобен своему ортотреугольнику ( равносторонний треугольник — единственный остроугольный). [2] : стр. 12–13 

Гипербола

Прямоугольная гипербола имеет следующие свойства:

Тригонометрические свойства

Тригонометрические тождества

Различные тригонометрические тождества , связанные с семиугольным треугольником, включают следующие: [2] : стр. 13–14  [6] [7]

[4] : Предложение 10 

[7] [8]

[4]

[4]

[9]

Кубические многочлены

Кубическое уравнение имеет решения [2] : стр. 14 

Положительное решение кубического уравнения равно [10] : стр. 186–187 

Корни кубического уравнения равны [4 ]

Корни кубического уравнения равны

Корни кубического уравнения равны

Корни кубического уравнения равны

Корни кубического уравнения равны

Последовательности

Для целого числа n пусть

Идентификации Рамануджана

У нас также есть тождества типа Рамануджана, [7] [11]

[9]

Ссылки

  1. ^ ab Yiu, Paul (2009). «Семиугольные треугольники и их спутники» (PDF) . Forum Geometricorum . 9 : 125–148.
  2. ^ abcdefghijklmnopq Банкофф, Леон; Гарфанкел, Джек (1973). «Семиугольный треугольник». Mathematics Magazine . 46 (1): 7–19. doi :10.2307/2688574. JSTOR  2688574.
  3. ^ ab Altintas, Abdilkadir (2016). «Некоторые коллинеарности в семиугольном треугольнике» (PDF) . Forum Geometricorum . 16 : 249–256.
  4. ^ abcdefghi Ван, Кай (2019). «Семиугольный треугольник и тригонометрические тождества». Forum Geometricorum . 19 : 29–38.
  5. ^ Ван, Кай (август 2019 г.). «О кубических уравнениях с нулевыми суммами кубических корней корней» – через ResearchGate.
  6. ^ abc Weisstein, Eric W. "Семиугольный треугольник". mathworld.wolfram.com . Получено 2024-08-02 .
  7. ^ abcdef Ван, Кай (сентябрь 2018 г.). «Тригонометрические свойства семиугольного треугольника» – через ResearchGate.
  8. ^ Молл, Виктор Х. (2007-09-24). "Элементарное тригонометрическое уравнение". arXiv : 0709.3755 [math.NT].
  9. ^ ab Wang, Kai (октябрь 2019 г.). «О тождествах типов Рамануджана для PI/7» – через ResearchGate.
  10. ^ Gleason, Andrew Mattei (март 1988). «Трисекция угла, семиугольник и трискайдекагон» (PDF) . The American Mathematical Monthly . 95 (3): 185–194. doi :10.2307/2323624. JSTOR  2323624. Архивировано из оригинала (PDF) 2015-12-19.
  11. ^ Witula, Roman; Slota, Damian (2007). "Новые формулы типа Рамануджана и квазифибоначчиевые числа порядка 7" (PDF) . Журнал целочисленных последовательностей . 10 (5) 07.5.6. Bibcode : 2007JIntS..10...56W.