Circumcenter of a Triangle
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0:00 - 0:04让我们从弦AB讲起 那是点A
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0:04 - 0:07这是点B
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0:07 - 0:11然后画这条弦的中垂线
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0:11 - 0:14所以这两边相垂直 并且弦被分成
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0:14 - 0:18两部分 我们将这条线设为L
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0:18 - 0:22这将是一条垂线 确切说是一条中垂线
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0:22 - 0:25这就是了 它将在成90度角的地方相交
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0:25 - 0:26并且它二等分弦
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0:26 - 0:28这两段长相等
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0:28 - 0:31我们可以设那个点
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0:31 - 0:33设它为M 设中点为M
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0:33 - 0:36在此我想最先证明的是
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0:36 - 0:38如果我们在这条线上任取一点
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0:38 - 0:42AB中垂线上的一点
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0:42 - 0:45然后从点A到这一点的距离
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0:45 - 0:47或从这一点到点A的距离
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0:47 - 0:49将等同于点B到
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0:49 - 0:51这一点的距离
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0:51 - 0:53等同于这一点到点B的距离
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0:53 - 0:56那么让我在中垂线上任取一点
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0:57 - 1:00设这一点为C
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1:00 - 1:03你可以想象一下 我们画一个三角形
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1:03 - 1:05画一个三角形 连接CA
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1:05 - 1:08连接CB
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1:08 - 1:12因为我们能证明CA等于CB
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1:12 - 1:13所以我们证得我们要证的内容
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1:13 - 1:17C到A和C到B的距离相等
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1:17 - 1:20这里有些有意思的东西
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1:20 - 1:22已知AM等于MB
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1:22 - 1:25我们还知道CM等于它本身
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1:25 - 1:28明显任何弦都等于它本身
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1:28 - 1:32并且我们需要知道这是不是直角 这的确是
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1:32 - 1:36这条线是AB的中垂线
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1:36 - 1:38因此我们得到两个直角
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1:38 - 1:39甚至你不用担心它们是不是直角
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1:39 - 1:42如果你看到三角形AMC
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1:42 - 1:45你有这条边全等于相应的
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1:45 - 1:47三角形BMC的那条边
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1:47 - 1:51然后你从这两条线中得到了一个角 这个角对应那个角
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1:51 - 1:56在这里 角AMC 对应角BMC
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1:56 - 1:57并且它们都是90度
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1:57 - 2:00因此它们全等 然后你有边MC
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2:00 - 2:03同时在两个三角形上 并且全等
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2:03 - 2:07因此我们能用角边角
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2:07 - 2:09角边角全等证明法
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2:09 - 2:17因而我们可以写三角形AMC 全等于
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2:17 - 2:23三角形BMC
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2:23 - 2:30用角边角证全等法
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2:30 - 2:32如果它们全等
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2:32 - 2:34那么它们对应边全等
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2:34 - 2:39AC对应BC 所以这两边相等
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2:39 - 2:42这两边必等长
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2:42 - 2:44原题得证
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2:44 - 2:49AB中垂线上的这一点C
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2:49 - 2:53到A B 等距
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2:53 - 2:56同理 如果我把C取在这里或这里
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2:56 - 2:58我会得到相同的结论
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2:58 - 3:01所以在这条线上的任何一点C都是一样的
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3:01 - 3:03所以让我写下它 这意味着
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3:03 - 3:07AC等于BC
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3:07 - 3:09现在我们换一角度看这个问题
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3:09 - 3:14比如说我们找到到A和B距离相等的一点
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3:14 - 3:18证明它一定在中垂线上
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3:18 - 3:23所以 再做一遍 我画出这个 这是A
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3:23 - 3:29这是B 然后我们画出其它点 再次设为C
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3:29 - 3:33假如C在这里
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3:33 - 3:34比如说我在这里画一点C
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3:34 - 3:38这是C 我们从假设开始
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3:38 - 3:41C到A和 B的距离相等
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3:41 - 3:45所以CA等于CB
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3:45 - 3:47这是我们的开始
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3:47 - 3:48这将是我们的假设
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3:48 - 3:52我们要证的是 C在
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3:52 - 3:58AB的中垂线上
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3:58 - 4:02我们在这画过一个三角形
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4:02 - 4:06我们可以在这条边上作一条高线
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4:06 - 4:10因而我们在这作一条线
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4:10 - 4:13如果我们这样画
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4:13 - 4:16让它从这引一条高线
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4:16 - 4:17虽然我们不是从线外一点画线
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4:17 - 4:19在这种情况下我们是提升出一条线
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4:19 - 4:20但是如果你旋转它
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4:20 - 4:22三角形看起来就像这样了
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4:22 - 4:24三角形看起来就像这样了
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4:24 - 4:30就是这样 这是B 这是A C在上面的这里
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4:30 - 4:33你可以这样从线外引一条高
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4:33 - 4:36因此你可以构造这条线
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4:36 - 4:40它与AB成一直角
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4:40 - 4:42设交点为M
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4:42 - 4:46因此要证C在中垂线上
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4:46 - 4:49我们需要证明CM是中垂线上的一条线段
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4:49 - 4:52并且我们已经构造了它
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4:53 - 4:55它已经是垂直的了 我们只需
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4:55 - 4:58证明它等分AB
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4:58 - 5:00所以我们这里有
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5:00 - 5:03两个角 这里是一个直角
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5:03 - 5:04从我们构造它的方法来看 它很明显是直角
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5:04 - 5:08它在直角处 然后我们推出
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5:08 - 5:10CM等于
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5:10 - 5:14CM等于
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5:14 - 5:15等于它本身
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5:15 - 5:19我们可知 这是一个直角边 我们有一条直角边
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5:19 - 5:23一条斜边 从斜边 直角边公理
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5:23 - 5:28斜边直角边公理就是 存在一个直角
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5:28 - 5:31有一条直角边
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5:31 - 5:32与相应的另一直角边全等
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5:32 - 5:35在另一三角形中 存在一斜边全等于
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5:35 - 5:36另一斜边
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5:36 - 5:39这意味着两三角形全等
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5:39 - 5:49由斜直法得出三角形ACM与三角形BCM全等
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5:49 - 5:52如果它们全等 它们的相应边
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5:52 - 5:56将全等 这意味着AM
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5:56 - 6:01必等于BM
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6:01 - 6:03因为他们是彼此的对应边
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6:03 - 6:06因此这条边与那条边全等
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6:06 - 6:09所以这条线等分AB
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6:09 - 6:13线段MC在二等分线上
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6:13 - 6:17它的确是等分线的一部分
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6:17 - 6:19我们做这些的原因是
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6:19 - 6:22我们可以从中垂线中发现一些有意思的现象
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6:22 - 6:24还有那些到某些点等长的点
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6:24 - 6:26还有由他们构成三角形
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6:26 - 6:28这是新知识 来回顾一下
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6:28 - 6:31弦中垂线上的任意一点
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6:31 - 6:34到弦端点的距离相等
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6:34 - 6:37逆定理是 如果一点到
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6:37 - 6:38弦端点的距离相等
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6:38 - 6:41它在该弦的中垂线上
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6:41 - 6:45现在我们将这些定理应用到三角形中
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6:45 - 6:49让我任意画一三角形
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6:49 - 6:52我尽可能画一个大一些的
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6:53 - 6:56我们给这个三角形标一些点
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6:56 - 7:02这是点 A 点B 点C 我们称之为三角形ABC
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7:02 - 7:08现在 我构造弦AB的中垂线
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7:08 - 7:12它将等分弦 所以这段距离等于
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7:12 - 7:15这段距离 并且它是垂直于弦的
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7:15 - 7:19它看起来是这样的
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7:19 - 7:22它要被细化一下 所以我们将它画得不一样一点
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7:22 - 7:24因为我们刚才画它的方法
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7:24 - 7:26使我们接近特殊情况
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7:26 - 7:29那是我们下一讲的内容
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7:29 - 7:31让我画一个不太一样的三角形
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7:31 - 7:33让我画下它
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7:33 - 7:39等下我
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7:39 - 7:42好的 这个看起来好点了
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7:42 - 7:44我们将会学我提到的特殊情况
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7:44 - 7:46这是A
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7:46 - 7:49这是B 这是C
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7:49 - 7:52现在让我在这作一点
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7:52 - 7:56AB的中点 并画一条垂线
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7:56 - 7:57然后画一条中垂线
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7:57 - 7:59所以中垂线看起来像那样
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7:59 - 8:02就像那样
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8:02 - 8:05我并不想让它与C相交
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8:05 - 8:07因为没必要是那种情况
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8:07 - 8:10但这要是一个直角
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8:10 - 8:11并且这段长等于那段长
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8:11 - 8:14让我对AC做相同的步骤
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8:14 - 8:16在这里
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8:16 - 8:18让我取这一中点
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8:18 - 8:19粗略地画一下
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8:19 - 8:22好像在那里 然后让我画出
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8:22 - 8:26它的中垂线 它看起来像这样
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8:26 - 8:28它看起来像这样
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8:28 - 8:33所以这段长等于那段长
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8:33 - 8:35并且我们发现他们相交于某点
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8:35 - 8:40我们设那点 来点乐趣 设它为O
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8:40 - 8:43现在点O有些有意思的特性
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8:43 - 8:48因为我们知道O在AB的中垂线上
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8:48 - 8:51可知O到B的距离
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8:51 - 8:53等于O到A的距离
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8:53 - 8:56这是我们第一部分证明的
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8:56 - 9:01因此我们知道OA等于OB
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9:01 - 9:04挺不错的 但是我们还知道
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9:04 - 9:07因为它是这条绿色中垂线
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9:07 - 9:09和这条黄色中垂线的交点
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9:09 - 9:11我们也知道它在AC的中垂线上
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9:11 - 9:17它到A和C的距离相等
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9:17 - 9:21所以我们知道OA等于OC
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9:21 - 9:24现在 有趣的是 OA等于OB
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9:24 - 9:27并且OA等于OC 所以OC和OB
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9:27 - 9:31也要相等 我们也会知道 OC
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9:31 - 9:35必等于OB
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9:35 - 9:41OC必等于OB 如果一点等于 抱歉
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9:41 - 9:44如果一点到弦两端点
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9:44 - 9:46的距离相等
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9:46 - 9:50那么这一点在这条弦的中垂线上
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9:50 - 9:51这是我们的第二个证明
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9:51 - 9:58在这里 它必须在BC的中垂线上
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9:58 - 10:02所以如果我在这画一条中垂线
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10:02 - 10:08那么它将在BC的垂线上
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10:08 - 10:10中垂线
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10:10 - 10:12从我们这简单的小证明中得出的很好的一点是
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10:12 - 10:15如果我们已经证明上述理论 那么
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10:15 - 10:19在三角形中有唯一的一点
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10:19 - 10:22到三角形三顶点的距离相等
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10:22 - 10:26并且在三边的三条中垂线上
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10:26 - 10:27换种角度说 我们证明过
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10:27 - 10:29三边的中垂线
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10:29 - 10:34交于唯一一点
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10:34 - 10:37这一点到三顶点的距离相等 三角形中这一点
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10:37 - 10:43有一特殊名称 我们称O为三角形外心
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10:43 - 10:49因为O到三角形顶点等距
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10:49 - 10:54所以这个距离 让我用其它颜色标出
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10:54 - 10:55我没用过的颜色
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10:55 - 10:59这段距离 这段距离
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10:59 - 11:01等于那段距离
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11:01 - 11:03等于那段距离
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11:03 - 11:06如果我们以O为圆心作一圆
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11:06 - 11:10它的半径是这条橘黄色的距离
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11:10 - 11:12它的距离是这些距离之一
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11:12 - 11:17我们得到了一个经过所有顶点的圆
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11:17 - 11:19所有三角形的顶点对应中心是O
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11:19 - 11:22所以我们的圆是这样的
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11:22 - 11:26这是我很努力画出的 所以我们构造的圆在这里
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11:26 - 11:28我们可以构造出这样一个圆
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11:28 - 11:31但是我们称之为外接圆
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11:31 - 11:37这段距离是外接半径
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11:37 - 11:42再来一次 我们知道我们可以构造它的
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11:42 - 11:46因为有一点O为中心 并且这个圆
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11:46 - 11:50经过三角形顶点
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11:50 - 11:54我们称之为外接圆
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11:54 - 11:57外接 圆 我念它有困难 外接于
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11:57 - 12:01三角形 我们称这里的
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12:01 - 12:07圆O为外接圆O 所以这里的圆O
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12:07 - 12:17外接于三角形ABC
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12:17 - 12:21这意味着三顶点在圆上
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12:21 - 12:26并且这个圆上任意一点
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12:26 - 12:29到三角形外心的距离都是外接圆半径
- Title:
- Circumcenter of a Triangle
- Description:
-
Multiple proofs showing that a point is on a perpendicular bisector of a segment if and only if it is equidistant from the endpoints. Using this to establish the circumcenter, circumradius, and circumcircle for a triangle
- Video Language:
- English
- Duration:
- 12:29
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chezisu1988 edited Chinese, Simplified subtitles for Circumcenter of a Triangle | |
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chezisu1988 added a translation |