【几何问题】二倍线段和二倍角问题一则

时间:2026-02-13 17:09:39

1、设∠ADB=u,∠ACB=v,BD=1。那么AD和DE可以用u和v表示出来。

【几何问题】二倍线段和二倍角问题一则

【几何问题】二倍线段和二倍角问题一则

2、在△ADE里面使用正弦定理,AD/DE-Sin[2 v]/Sin[u+2 v]==0,用Mathematica可以分解这个关系式:

tt=TrigFactor[AD/DE-Sin[2 v]/Sin[u+2 v]]

因为Csc[u-v]、Csc[u+2 v]、Sin[v]都不等于0,所以只能是:

Sin[u+2v]-Sin[u-2v]-Sin[u]==0

【几何问题】二倍线段和二倍角问题一则

3、上面这个式子还可以进一步化简:

FullSimplify[tt[[4]]/Cos[u]==0]

结果是:

2Sin[2 v]==Tan[u]

【几何问题】二倍线段和二倍角问题一则

4、步骤3的结论,转化为等价的几何关系是:

AD^2=4BE*BC。

【几何问题】二倍线段和二倍角问题一则

5、假设AC的中点为F,那么,步骤4里面的结论可以变为:

BF^2=BE*BC。

这直接导致一个结论:

BE=EF。

【几何问题】二倍线段和二倍角问题一则

6、在△AED里面,根据余弦定理,可以算出AD的长度:

AD=Simplify[Sqrt[4-4Cot[v]Tan[u]+Csc[v]^2 Tan[u]^2] 

再次结合步骤3里面的结论,有:

AD=Simplify[AD/.Tan[u]->2Sin[2 v]]

也就是,AD=2BE。

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