比例中项

……与射影定理

比例中项

比例中项是这个方程的 x值:

a   =   x
x b

"a 比 x 等于 x 比 b"

怎样解 x?

我们可以交叉相乘(把两边乘以 bx)来得到:

a   =   x
x b
右箭头
ab   =   x
x
右箭头 ab  =  x2

现在可以解 x 了:

x  =  √(ab)

例子:2 和 18 的比例中项是多少?

问题是: "x 的值是多少?"

2   =   x
x 18

"2 比 x 等于 x 比 18"

解 x:

x = √(2×18) = √(36) = 6

把 x 代入方程:

2   =   6
6 18

就是说 6 是 "乘法中项"(2 乘 3 是 66 乘 3 是 18

比例中项 2 x3= 6 x3= 18

(它也是这两个数的几何平均数。)

再来看一个例子:

例子:5 和 500 的比例中项是多少?

x = √(5×500)

x = √(2500) = 50

就像这样:

比例中项 5 x10= 50 x10= 500

 

比例中项相似三角形内部

直角三角形

我们也可以在直角三角形里应用比例中项。

首先看一个有趣的现象:

这两个三角形相互相似,且和原来的三角形也相似!

因为它们的内角是相同的。

自己来试试:用纸剪一个直角三角形,再沿高线剪开。看看两个三角形是不是相似的。

我们可以用这个属性来解一些问题。

我们有两个定理:

射影定理――第一部分(也称弦高定理)

直角三角形斜边上的高是两条直角边在斜边上的射影的比例中项:

比例中项 左/高 = 高/右

例子:求高度 h(AD)

比例中项 4.9 h 10

应用:

  =  

在这个例子是:

4.9   =   h
h 10

解 h:

h2 = 4.9 × 10 = 49
h = √49 = 7

射影定理――第二部分

直角边是这条直角边在斜边的射影斜边的比例中项:

比例中项 斜边/直角边 = 直角边/射影   和   比例中项 斜边/直角边 = 直角边/射影

例子:求 x(直角边 AB 的长度)

比例中项 x 9 7

相求斜边:BC = BD + DC = 9 + 7 = 16

用射影定理第二部分:

斜边   =   直角边
直角边 射影

在这个例子是:

16   =   x
x 9

解 x:

x2 = 16 × 9 = 144
x = √144 = 12

实例:

比例中项风筝 PO 是 80、OR 是 180

例子:小山喜欢放风筝!

 

小山想做一只大风筝:

 

小山想知道支杆 QS 的长度和蒙面每边的长度。

我们只需要用半个风筝来计算。这是风筝左边,转了 90°

比例中项三角形 p、r、h、180 和 80

用射影定理第一部分(弦高定理)来求 h::

h2 = 180 × 80 = 14400
h = √14400 = 120厘米

支杆 QS 的长度 = 2 × 120厘米 = 240厘米

 

RP = RO + OP = 180厘米 + 80厘米 = 260厘米

用射影定理第二部分来求 r(直角边 QP);

r2 = 260 × 80 = 20800
r = √20800 = 144厘米(保留到最接近的厘米)

 

再用射影定理第二部分来求 p(直角边 QR):

p2 = 260 × 180 = 46800
p = √46800 = 216厘米(保留到最近的厘米)

 

告诉小山:支杆 QS 的长度是 240厘米,蒙面的边长是 144厘米216厘米

万事俱备,只欠东风!