大家应该都知道三角形的正弦定理,即边与对角的正弦成比例。如三角形ABC中,有AB/sinC=BC/sinA=AC/sinB. 那你又知道这个比值是多少吗?其实这个比值就等于三角形外接圆的直径。你知道这是为什么吗?下面老黄就和大家一起来证明这个定理,甚至由这个定理,还可以推导出另外一个定理。
推导出来的这个定理是:两个三角形的外接圆相等时,它们的正弦定理比值相等。老黄直接证明这个定理,这个过程中就会同时证明上面的定理。把它用数学证明题的形式组织如下:
如图:⊙O同时是△ABC和△DEF的外接圆,MN是直径, 证明:AB/sinC=DE/sinF=MN.
证:不妨设∠B为锐角,【因为角B和角A在同一个三角形中,所以必有一个是锐角,如果角B是钝角,就取角A证明,证明的过程和下面没有本质区别】
在⊙O上取点G, 连结MG, GN,使∠M=∠B,【这就是假设角B是锐角的原因,因为三角形MNG是直角三角形,不存在钝角。而其中角G就是直角。角M的构造自由度还是很高的。】
则GN=AC,【等圆周角对等弦】
在△ABC中, AB/sinC=AC/sinB=GN/sinM,【前面是正弦定理的公式,后面是等量替换的结果】
在Rt△MNG中, GN/sinM=MN/sinG=MN,【其中sinG是90度角的正弦,就等于1】
∴AB/sinC=MN,
同理可证:DE/sinF=MN,
∴ AB/sinC=DE/sinF=MN.
老黄一开始觉得只有两个锐角三角形,才能形成这个定理。因为直角三角形中无法构造一个角等于钝角,它们只能互补,虽然互补的两个角正弦相等,但互补的圆周角所对的弦并不相等,因此构不成等量替换。不过后来老黄发现,只要绕开这个钝角,两个钝角三角形,或者一个锐角三角形和一个钝角三角形,同样适用这个定理的。
如果你爱思考,这里面可能会造成一些思维方面的误解,老黄无法言传,只能靠自己去理解了。