托勒密定理 古埃及天文学家托勒密(~100-168),在他的著作中不仅描述了行星理论,还包含许多数学三角和几何的知识,在书中,他还给出了π的近似值为377/120,并证明了现在以他的名字命名的定理。 设一个凸四边形ABCD内接一个圆中,那么两个对边的乘积的和等于它两条对角线的乘积。换句话说,:AD BC+AB CD=AC BD. 证明: 在对角线上BD定位一个点M,使角ACB和角MCD相等。由于角BAC和BDC对同一条弧,所以它们相等。因此三角形ABC和DMC是相似的。得到 CD/MD=AC/AB,或 AB CD=AC MD (1) 角度BCM和ACD也是相等的;因此三角形BCM和ACD相似,得到 BC/BM=AC/AD,或 BC AD=AC BM。 (2) 把(1),(2))两个等式加起来就得到了 AB CD + BC= AC MD + AC BM = AC BD AB CD+BC AD=AC MD+AC BM=AC BD 托勒密定理可以推出一个有用的不等式:对于四个点a, B, C, D,并不一定是共圆的点, AB CD+BC AD AC BD 这就是众所周知的托勒密不等式。 托勒密定理的应用 利用托勒密定理可以证明三角的和差化积公式。如图BC经过圆心,则角BAC=90 角BDC=90 , BC=1, 直接带入托勒密公式就有: 为了证明正弦的两个角的差公式,让边BC作为直径,使BC=1,则角BAC=角BDC=90 , 利用直角三角形得出各边长,带人托勒密公式就证明出: