文化伟人代表作图释书系:几何原本
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命题II.12

在钝角三角形中,钝角对边上的正方形的面积大于两锐角对边上的正方形的面积之和,其差为一个矩形的两倍,即由一锐角向对边的延长线作垂线,垂足到钝角之间一段与另一边所构成的矩形。

设:ABC为钝角三角形,∠BAC为钝角,从B点作BD垂直于CA,交延长线于D(命题I.12)

求证:以BC为边的正方形的面积大于BA、AC为边的正方形的面积之和,其差为以CAAD为边构成的矩形的两倍。

因为:线段CD被任意一点A切分,DC为边的正方形的面积等于CA、AD为边的正方形的面积加上CA、AD为边构成的矩形的两倍(命题II.4)

令:以DB为边的正方形的面积与每个相加。于是:以CD、DB为边的正方形的面积之和等于以CA、AD、DB为边的正方形的面积之和加上以CA、AD为边的矩形的两倍。

又,以CB为边的正方形的面积等于以CD、DB为边的正方形的面积之和,因为,在D点的角是直角,以AB为边的正方形的面积等于以AD、DB为边的正方形的面积之和。

所以:以CB为边的正方形的面积等于以CA、AB为边的正方形的面积之和加上CA、AD为边构成的矩形的两倍。

于是:以CB为边的正方形的面积大于CA、AB为边的正方形的面积之和,其差为以CA、AD为边构成的矩形的两倍(命题I.47)

所以:在钝角三角形中,钝角对边上的正方形的面积大于两锐角对边上的正方形的面积之和,其差为一个矩形的两倍,即由一锐角向对边的延长线作垂线,垂足到钝角之间一段与另一边所构成的矩形。

证完

注解

如果三角形是钝角三角形,那么:a2b2c2-2ch,这里,h为三角形的高,c为三角形的底边。近似于三角形余弦定理a2b2c2-2bc×cosA