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欧氏几何:几何原本(卷二)

时间:2022-12-31 23:11:24浏览次数:29  
标签:AC 代数 frac 正方形 原本 几何 欧氏 矩形 备注

定义

1.矩形是指邻边夹角为直角的平行四边形

2.拐尺形是指平行四边形中的补形以及形成的小的平行四边形(如图虚线部分)

命题

由于命题过多博主无法详细说明证明,卷2命题主要是通过矩形、正方形表述面积以及之间的等式,博主建议从代数角度去看待

[1]已知矩形,其中一条线段被截成几部分,则截成的几部分矩形的面积之和等于原矩形面积(矩形=矩形1+矩形2+...)(代数表示:\(a(b+c+...=ab+ac+...)\))

[2]简化表述:\(S_{正方形ABED}=S_{矩形ACFD}+S_{矩形BCFE}\)(代数表示:\(a(a+b)+b(a+b)=(a+b)^2\))

[3]简化表述:\(S_{矩形ABEF}=S_{矩形ACDF}+S_{正方形BCDE}\)(代数表示:\(a(a+b)=a^2+ab\))(备注:\(AC=b,BC=a\))

[4]简化表述:\(S_{正方形ABED}=S_{正方形BCGK}+S_{正方形DFGH}+2S_{补形ACGH}\)(代数表示:\((a+b)^2=a^2+2ab+b^2\))(备注:\(AC=a,BC=b\))

[5]简化表述:\(S_{矩形ADHK}+S_{正方形EGHL}=S_{正方形BCEF}\)(代数表示:\(ab+(\frac{1}{2}(a+b)-b)^2=(\frac{1}{2}(a+b))^2\))(备注:\(AK=b,AD=a\))

[6]简化表述:\(S_{矩形ADMK}+S_{正方形EGHL}=S_{正方形CDFE}\)(代数表示:\(b(a+b)+\frac{a}{2}^2=(\frac{a}{2}+b)^2\))(备注:\(AB=a,BD=b\))

[7]简化表述:\(S_{正方形ABED}+S_{正方形BCGF}=2S_{矩形ABFH}+S_{正方形DHGN}\)(代数表示:\((a+b)^2+a^2=2a(a+b)+b^2\))(备注:\(AC=b,BC=a\))

[8]简化表述:\(4S_{矩形ABKM}+S_{正方形EHQO}=S_{正方形ADFE}\)(代数表示:\(4a(a+b)+b^2=(2a+b)^2\))(备注:\(BC=a,AC=b\))

[9]简化表述:\(AD^2+BD^2=2AC^2+2CD^2\)(代数表示:\((a-b)^2+b^2=2\frac{a}{2}^2+2(\frac{a}{2}-b)^2\))(备注:\(AB=a,BD=b\))

[10]简化表述:\(AD^2+BD^2=2AC^2+2CD^2\)(代数表示:\((a+b)^2+b^2=2\frac{a}{2}^2+2(\frac{a}{2}+b)^2\))(备注:\(AB=a,BD=b\))(证明参考勾股定理)

[11]已知线段AB,寻找一分点H使得\(S_{矩形BDKH}=S_{正方形AFGH}\)(尺规作图)

结论:设AC中点为E,作EF使得BE=EF,AF作正方形,则H为所求点

[12]钝角三角形的边关系:\(BC^2=AC^2+AB^2+2AC.CD\)(证明参考命题6)

[13]锐角三角形的边关系:\(AC^2=AB^2+BC^2-2BC.BD\)(证明参考命题7)

[14]已知直线形,作正方形使得面积等于直线形面积(尺规作图)(结合卷一命题可降级为已知矩形,如何作等面积的正方形。如图已知\(S_{矩形BCDE}+EF^2=GF^2\)(参考命题5),以GF作圆且GE=EF即\(GH^2=GE^2+HE^2\)可得HE为边的正方形其面积等于矩形)

总结

卷2主要阐述正方形、矩形的面积关系,也给出了钝角三角形、锐角三角形的边(附加垂线)的关系,最后命题可以将矩形、正方形等面积转换



参考资料

[1]《几何原本》译林版

标签:AC,代数,frac,正方形,原本,几何,欧氏,矩形,备注
From: https://www.cnblogs.com/vntlly/p/17017535.html

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