“蝴蝶定理”的联想
2020-01-14 本文已影响0人
云中山
圆之内的相交弦定理,自然优美,它指的是圆之内任意两根弦相交,则交点两侧的线段长度之乘积相等,且最长与最短两段所在弦与该点中分之弦相垂直。
各位看官在下面可以很容易自行证明,用的方法是相似三角形,同一段圆弧对应的角度相等。
笔者深感此定理简洁优美,又是大自然的一个杰作,为什么这么说呢?
在圆形这样简单的图形之内,没有任何附加条件,竟然存在这样简单的算术关系,数与形就这样被深刻联系起来,其实也只有圆之内存在这样深刻简单的算术关系,换做任意其它图形,都不会存在如此巧妙的关系。
甚至可以说,这个定理也是判断一个图形是否是圆的充分必要条件。
其实,这个定理并不是教科书上真正的蝴蝶定理,只不过由于笔者的偏爱,而且相交弦也确实像一个简单的蝴蝶。
自然科学就是如此的奇妙,如果数学可以如此来学习,那不知会引起同学们多少的兴趣,也不知会吸引多少学生们进入自然科学之门。
关于数学与物理的重要联结之一,相似三角形的应用,在物理学上还有杠杆原理的几何证明,杆秤的原理等。
而弹性形变的虎克定律,则是用到了数学上的比与比例。
与此相关的一个问题是,如何通过尺规找到一个圆的准确圆心?
方法就是任意定圆内两点,找到以该点为中点的弦,分别在该点处做其垂直平分线,二者相交点即是圆心所在。