Heronův vzorec je vzorec pro výpočet obsahu obecného trojúhelníku (v eukleidovské rovině) pomocí délek jeho stran.

Pokud 3 kladná čísla splňují trojúhelníkovou nerovnost, existuje v eukleidovské rovině (podle věty sss) až na polohu a orientaci jediný trojúhelník s těmito délkami stran. Takže je jednoznačně určen i jeho obsah a ten musí být tedy funkcí stran. Ta musí být obecně symetrická a kvadraticky homogenní a H. v. ukazuje, jak přesně vypadá. Je to druhá odmocnina z jistého symetrického polynomu 4. stupně třech proměnných.

Vzorec Jsou-li délky stran trojúhelníka, platí pro jeho obsah

kde je poloviční obvod trojúhelníku.

Důkaz Heronův vzorec lze elementárně odvodit pomocí Pythagorovy věty.

Ostroúhlý trojúhelník rozdělíme výškou na dva pravoúhlé.

Soubor:Heronuv_vzorec_small.png Označme x vzdálenost vrcholu B od paty kolmice z vrcholu A na stranu a (výšky). Pro pravoúhlý trojúhelník na obrázku platí:

Odečteme-li od druhé rovnice první, dostaneme:

Z tohoto vztahu vyjádříme x:

Toto platí i v pravoúhlém trojúhelníku, v tupoúhlém s opačným znaménkem, což nevadí, protože potřebujeme jen druhou mocninu x. Jestliže za x dosadíme do první rovnice, získáme výšku v:

Dosadíme-li tuto výšku do vzorce pro obsah trojúhelníku

dostaneme

Dále pomocí rozkladů upravíme výraz pod odmocninou:

Dosadíme poloviční obvod s,

a dostáváme výsledný vzorec:

Q.E.D.

Historie Vzorec byl formulován Hérónem z Alexandrie a důkaz byl publikován v jeho knize Métrika, napsané v první polovině 1. století.http://mathworld.wolfram.com/HeronsFormula.html

Poznámky Kratší důkaz je možný pomocí kosinové věty nebo věty o polovičních úhlech.

Díky trojúhelníkové nerovnosti jsou všechny činitele odmocněnce H. v. kladné.

Heronův vzorec je limitním případem Brahmaguptova vzorce pro obsah tětivového čtyřúhelníku.

Z nerovnosti mezi aritmetickým a geometrickým průměrem a Heronova vzorce plyne, že ze všech trojúhelníků s daným obvodem má největší obsah ten rovnostranný.

Reference

Související články Trojúhelník Obsah Tětivový čtyřúhelník

Externí odkazy

důkaz Heronova vzorce

Kategorie:Matematické věty a důkazy Kategorie:Trojúhelník