什么是三角形的中线?
三角形的中线是指连接一个顶点与其对边中点的线段。任意三角形都恰好有三条中线,它们交于同一点,这一点称为重心。重心把每条中线分成 2∶1 的两段。本计算器可直接根据三条边长 a、b、c,求出全部三条中线的长度。
如何使用本计算器
在"边 a""边 b""边 c"对应的输入框中填入三角形的三条边长。三条边请使用相同的单位(厘米、米或英寸均可——计算结果会以同一单位输出)。点击计算,即可得到指向每条边的中线长度。中线 ma 是指向边 a 的那一条,mb 指向边 b,mc 指向边 c。
公式详解
指向边 a 的中线长度由阿波罗尼奥斯定理(Apollonius 定理)给出:
$$m_a = \frac{1}{2}\sqrt{2b^{2} + 2c^{2} - a^{2}}$$
由对称性,另外两条中线只需交换各边的角色:
$$m_b = \frac{1}{2}\sqrt{2a^{2} + 2c^{2} - b^{2}} \quad \text{以及} \quad m_c = \frac{1}{2}\sqrt{2a^{2} + 2b^{2} - c^{2}}$$
请注意:指向边 c 的中线用到的是边 a 与边 b 的平方,而不是 c——被减去的那条边,正是中线所指向的那条边。
计算实例
以一个三边为 \(a = 6\)、\(b = 8\)、\(c = 10\) 的直角三角形为例:
$$m_c = \frac{1}{2}\sqrt{2\cdot 6^{2} + 2\cdot 8^{2} - 10^{2}} = \frac{1}{2}\sqrt{72 + 128 - 100} = \frac{1}{2}\sqrt{100} = 5$$
$$m_a = \frac{1}{2}\sqrt{2\cdot 64 + 2\cdot 100 - 36} = \frac{1}{2}\sqrt{292} \approx 8.544$$
$$m_b = \frac{1}{2}\sqrt{2\cdot 36 + 2\cdot 100 - 64} = \frac{1}{2}\sqrt{208} \approx 7.211$$
常见问题
三条中线一定会交于一点吗?会。它们始终相交于重心,而重心正是三角形的质心(重心)。
如果输入的数值无法构成有效三角形怎么办?根号下的表达式必须为正值。若边长组合无法构成三角形,计算器将返回 0。
中线和高线、角平分线是一回事吗?不是。中线连接顶点与对边的中点;高线则垂直于对边;角平分线则平分该顶点的内角。三者只有在等边三角形等特殊情形下才会重合。