内切圆半径公式:三角形几何中的关键工具

内切圆半径公式是三角形几何中极为重要的工具,它允许我们计算内切圆的半径,该内切圆与三角形的三个边都相切。该公式为:

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``` r = s / (a + b + c) ```

其中:

r 是内切圆的半径 s 是三角形的半周长 a、b 和 c 分别是三角形的三条边

证明:

考虑一个内切于三角形 ABC 的圆,其半径为 r。设三角形的三个边分别为 a、b 和 c。

连接三角形的中心 O 到圆心 I。由于 OI 垂直于 AB、BC 和 AC,因此 O 是三角形的内心(英语:incenter)。

由圆的定义,OI = r。此外,由于 O 是三角形的内心,因此:

``` OA = OB = OC = s - a OB = OC = s - b OC = OA = s - c ```

将这些方程代入勾股定理,我们可以得出:

``` OA^2 + OB^2 + OC^2 = r^2 (s - a)^2 + (s - b)^2 + (s - c)^2 = r^2 ```

展开并化简后得到:

``` s^2 - 2as + a^2 + s^2 - 2bs + b^2 + s^2 - 2cs + c^2 = r^2 3s^2 - 2(a + b + c)s + a^2 + b^2 + c^2 = r^2 ```

整理得:

``` s^2 - 2(a + b + c)s + r^2 + a^2 + b^2 + c^2 = 0 ```

利用求根公式,我们可以得到:

``` r = s / (a + b + c) ```

应用:

内切圆半径公式广泛应用于三角形几何中,包括:

计算内切圆的面积 计算三角形的半径 确定三角形的相似性 解决几何问题


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