中线公式推导如下:
假设三角形ABC的三边分别为a, b, c,且c为底边。点E为边BC的中点。令点D为边AB上的一点,且BD = CE。
根据三角形的中线定理,可以得出:
AC² = 2(AD² + DC²) --(1)
由于BD = CE,可以得出:
DC = BD - BC/2 = BD - a/2
将上述式子代入(1)式中,得:
AC² = 2(AD² + (BD - a/2)²) --(2)
进一步化简(2)式,得到中线公式:
AC² = 2(AD² + BD² - aBD + a²/4) --(3)
如果我们知道三角形ABC的底边长度c,并且已知顶点A的坐标为(x1, y1),顶点B的坐标为(x2, y2),则可以通过以下步骤求得AC的长度:
1. 求AB的长度:AB = √((x2 - x1)² + (y2 - y1)²) = a
2. 求BD的长度:BD = AB / 2
3. 求AD的长度:AD = √(AC² - BD² + aBD - a²/4) = √(AC² - a²/4)
4. 求AC的长度:AC = √(2(AD² + BD² - aBD + a²/4))
通过上述步骤,就可以求得中线公式中的AC长度。
若AD是△ABC的中线,则有:AD=(1/2)√(2AB^2+2AC^2-BC^2)。
利用勾股定理推导。
过A作AE⊥BC,垂足为E。
一、当D、E重合时,则有:AB=AC、BD=BC/2。
由勾股定理,有:AD^2=AB^2-BD^2=AB^2-BC^2/4=(1/4)(4AB^2-BC^2),
∴AD=(1/2)√(4AB^2-BC^2)=(1/2)√(2AB^2+2AC^2-BC^2)。
二、当E在线段CD上时,
由勾股定理,有:AE^2=AB^2-BE^2、AE^2=AC^2-CE^2,
∴2AE^2=AB^2+AC^2-BE^2-CE^2=AB^2+AC^2-(BD+DE)^2-(CD-DE)^2,
∴2AE^2=AB^2+AC^2-BD^2-2BD×DE-DE^2-CD^2+2CD×DE-DE^2,
而BD=CD=BC/2,
∴2AE^2=AB^2+AC^2-2(BC/2)^2-2DE^2=AB^2+AC^2-BC^2/2-2DE^2。
再由勾股定理,有:AE^2=AD^2-DE^2,代入上式中,得:
2AD^2-2DE^2=AB^2+AC^2-BC^2/2-2DE^2,
∴4AD^2=2AB^2+2AC^2-BC^2,
∴AD=(1/2)√(AB^2+AC^2-BC^2)。