比、比例、相似與畢氏定理
重心的中線 2:1 分點(centroid's 2:1 median ratio)
每個三角形都有一個單一的平衡點,叫做重心——一塊三角形紙板能在針尖上完美平衡的那一點。它是三條中線(每條中線連接一頂點到對邊中點)全部交會的地方。值得注意的事實不只是三條中線交於一點,更在於那一點落在每條中線上的確切位置:它把每條中線以 2 : 1 之比分割。
精確地說,重心 G 位於每條中線上,從頂點到對邊中點三分之二的地方。所以若一條中線從頂點 A 走到對邊中點 M,則 AG : GM = 2 : 1——重心到頂點的距離是到對邊的兩倍。這表示 AG = (2/3)·AM、GM = (1/3)·AM。用座標時重心極為簡單:它的位置是三個頂點的平均,G = ((x_1 + x_2 + x_3)/3, (y_1 + y_2 + y_3)/3),這讓 2 : 1 的分割很容易直接驗證。
這是坐落於三角形核心的比例,而且它確實有用:它是為什麼重心是均勻三角形薄板的質心,而每當需要三角形的平衡點時,2 : 1 之比就出現在物理、工程與電腦繪圖中。一個常見的混淆是把重心和三角形的其他心搞混——外心(到三頂點等距)、內心(到三邊等距)、垂心(三高交點)——它們一般落在不同的點上。只有重心是那個中線交會、帶著乾淨 2 : 1 規則的平衡點。
三角形的一條中線長 12 公分,從頂點到對邊中點。重心把它以 2 : 1 分割,所以頂點到重心那一段是 (2/3)·12 = 8 公分,重心到中點那一段是 (1/3)·12 = 4 公分。
重心位於每條中線上、從頂點往下三分之二的地方。
2 : 1 之比是從頂點量起的:長的一段在頂點那側,短的一段在中點那側。把它們反過來是常見的錯誤。另外不要把重心與外心、內心或垂心搞混——那些是有著不同定義性質的不同點。
又称
另见