三角形外心的坐標公式


外心

三角形外接圓的圓心叫做三角形的外心。三角形外接圓的圓心也就是三角形三邊垂直平分線的交點,三角形的三個頂點就在這個外接圓上。

 

∵l、m分別為線段AB、AC的中垂線

∴AF=BF=CF

∴BC中垂線必過點F

三角形外心的坐標公式

給定三角形三個頂點的坐標,如何求三角形的外心的坐標呢?
例如 :給定a(x1,y1) b(x2,y2) c(x3,y3)求外接圓心坐標O(x,y)
1. 首先,外接圓的圓心是三角形三條邊的垂直平分線的交點,我們根據圓心到頂點的距離相等,可以列出以下方程:
  (x1-x)*(x1-x)-(y1-y)*(y1-y)=(x2-x)*(x2-x)+(y2-y)*(y2-y);
  (x2-x)*(x2-x)+(y2-y)*(y2-y)=(x3-x)*(x3-x)+(y3-y)*(y3-y);
2.化簡得到:
  2*(x2-x1)*x+2*(y2-y1)y=x2^2+y2^2-x1^2-y1^2;
  2*(x3-x2)*x+2*(y3-y2)y=x3^2+y3^2-x2^2-y2^2;
  令
   A1=2*(x2-x1);
  B1=2*(y2-y1);
  C1=x2^2+y2^2-x1^2-y1^2;
  A2=2*(x3-x2);
  B2=2*(y3-y2);
  C2=x3^2+y3^2-x2^2-y2^2;

  A1*x+B1y=C1;
  A2*x+B2y=C2;
3.最后根據克拉默法則:
  x=((C1*B2)-(C2*B1))/((A1*B2)-(A2*B1));
  y=((A1*C2)-(A2*C1))/((A1*B2)-(A2*B1));
  因此,x,y為最終結果;
  對於空間中的三角形,只不過最后解方程組的時候是三元方程組
Ps:克拉默法則可以用向量積和數量積的方法證明,也可以用高等代數的知識證明

 

 

 

代碼:

#define double db
#define f(x,y) (x*x+y*y) pair<db,db> fun(db x1,db y1,db x2,db y2,db x3,db y3){ cin>>x1>>y1>>x2>>y2>>x3>>y3; db d1=f(x2,y2)-f(x1,y1),d2=f(x3,y3)-f(x2,y2); db fm=2*((y3-y2)*(x2-x1)-(y2-y1)*(x3-x2)); db ans_x=((y3-y2)*d1-(y2-y1)*d2)/fm; db ans_y=((x2-x1)*d2-(x3-x2)*d1)/fm; return make_pair(ans_x,ans_y); }

 


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