Теорема Вівіані
Теоре́ма Вівіа́ні (англ. Viviani's theorem) — твердження у геометрії трикутника, згідно з яким сума відстаней від довільної точки всередині правильного трикутника до його сторін є сталою і дорівнює висоті трикутника[1].
Названа іменем італійського математика Вінченцо Вівіані.
Твердження за частиною сталості суми відстаней від довільної внутрішньої точки до сторін може бути узагальнене на правильні многокутники і многокутники з однаковими кутами[1].
Доведення
Теорему можна довести шляхом порівняння площ трикутників. Нехай — рівносторонній трикутник, у якому — це висота, і — довжина кожної із сторін. Точка обирається довільно всередині трикутника, і тоді , , — відстані від точки до сторін трикутника. Тоді площа може бути визначена таким способом:
- ,
Звідки випливає співвідношення:
- ,
тобто:
- ,
що і потрібно було довести.
Застосування
Теорема Вівіані дозволяє отримувати координати точок на трикомпонентних діаграмах шляхом проведення ліній, паралельних до сторін рівностороннього трикутника. Зокрема так можна будувати діаграми займистості.
У загальнішому випадку, вона дозволяє задавати координати на правильному симплексі.
Примітки
- Abboud, Elias (2010). On Viviani’s Theorem and its Extensions. College Mathematics Journal 43 (3): 16. arXiv:0903.0753v3.
Посилання
- Weisstein, Eric W. Viviani's Theorem(англ.) на сайті Wolfram MathWorld.
- Li Zhou, Viviani Polytopes and Fermat Points
- Viviani's Theorem: What is it? at Cut the knot.
- Viviani's Theorem by Jay Warendorff, the Wolfram Demonstrations Project.