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塞瓦定理

鎖定
塞瓦定理是指在△ABC內任取一點O,延長AO、BO、CO分別交對邊於D、E、F,則 (BD/DC)×(CE/EA)×(AF/FB)=1。
塞瓦(Giovanni Ceva,1648~1734)意大利水利工程師,數學家。塞瓦定理載於塞瓦於1678年發表的《直線論》一書,也有書中説塞瓦定理是塞瓦重大發現。
塞瓦定理記憶方法:三頂點選一個作為起點,定一方向,繞一圈,三組比例相乘為一。
中文名
塞瓦定理
外文名
Ceva's theorem
表達式
(BD/DC)×(CE/EA)×(AF/FB)=1
提出者
喬瓦尼·塞瓦
提出時間
1678年
適用領域
平面幾何
應用學科
數學
物理
提出者國家
意大利

塞瓦定理證明推導

(1)本定理可利用梅涅勞斯定理(梅氏定理)證明:
∵△ADC被直線BOE所截,
∵△ABD被直線COF所截,
②/①約分得:
(2)也可以利用面積關係證明(燕尾定理
同理
④ ,
③×④×⑤得

塞瓦定理定理的推廣

①證明三角形三條高線必交於一點:
設△ABC三邊的高分別為AE、BF、CD,垂足分別為D、E、F,根據塞瓦定理逆定理,因為
,所以三條高CD、AE、BF交於一點。
或者用塞瓦定理的角元形式
證明,證明如下:
由"同角餘角相等"可得,
,
所以三條高CD、AE、BF交於一點。
圖1塞瓦定理證明三條高交於一點 圖1塞瓦定理證明三條高交於一點
[1] 
②三角形三條中線交於一點(重心):
圖2塞瓦定理證明三條中線交於一點 圖2塞瓦定理證明三條中線交於一點
如圖1:已知,D、E分別為△ABC的邊BC、AC 的中點,連接AD、BE相交於點O,連接CO並延長交AB於F
求證:
證明:
由塞瓦定理得
∴CF為AB邊上的中線
∴三角形三條中線交於一點(重心)
③用塞瓦定理證明三條角平分線交於一點
如圖1,
此外,可用定比分點來定義塞瓦定理:
在△ABC的三邊BC、CA、AB或其延長線上分別取L、M、N三點,又分比是
。於是AL、BM、CN三線交於一點的充要條件是
[2]  (注意與梅涅勞斯定理相區分,那裏是
推論
1.塞瓦定理角元形式
AD,BE,CF交於一點的充分必要條件是:
(簡記為不相鄰三條線段所對角的正弦值之積等於另外三條線段)
2.如圖2,對於圓周上順次6點A,B,C,D,E,F,直線AD,BE,CF交於一點的充分必要條件是:
圖2 圖2
由塞瓦定理的角元形式,正弦定理及圓弦長與所對圓周角關係易證

塞瓦定理數學意義

使用塞瓦定理可以進行直線形中線段長度比例的計算,其逆定理還可以用來進行三點共線、三線共點等問題的判定方法,是平面幾何學以及射影幾何學中的一項基本定理,具有重要的作用。塞瓦定理的對偶定理梅涅勞斯定理

塞瓦定理記憶方法

塞瓦定理的優點多多,但是卻不是特別好記,這裏有一個方法。
相當於
可以發現,左右兩端字母一樣
可以作如下表述,在記憶
時,可理解為在符合在三邊線段的前提下,分母分子字母一樣,且分母、分子內部有相同字母.。
另外一種記憶方式是,將圖2中的ABC作為頂點,圖2中的DEF作為分點,則
可以看做是:頂點到分點(BD),該分點到另一頂點(DC),頂點再到分點(CE),分點再到頂點(EA),頂點再到分點(AF),分點再到頂點(FB)。
參考資料
  • 1.    塞瓦定理證法  .道客巴巴.2014-09-28[引用日期2017-07-13]
  • 2.    劉毅.梅涅勞斯定理與塞瓦定理:長春出版社,1997:1-4
  • 3.    奧數定理  .道客巴巴.2012-07-11[引用日期2017-07-13]