数竞入门定理公式总结【几何篇】

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数竞入门定理公式总结【几何篇】

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^Alpha青^ X12S 更新于2025-6-6 23:45:50

这是一份数竞的定理公式总结,主要对标数学预备轮,涵盖大部分内容(已备份至ink

目前比较粗糙,应该能看( ´∀`)

(其实有些latex是ds帮我做的( ´∀`)

预计下一个是代数篇


 一、三角形

1. 基础定理

内角和定理:$\angle A + \angle B + \angle C = 180^\circ$

外角定理:$\angle A_{\text{外}} = \angle B + \angle C$

勾股定理:$a^2 + b^2 = c^2$(直角三角形)

特殊直角三角形比例: $1:\sqrt{3}:2$(30°-60°-90°)==========    $1:1:\sqrt{2}$(45°-45°-90°) 


2. 全等与相似

全等判定(SSS, SAS, ASA, AAS, HL)

相似判定(AA, SAS, SSS)

射影定理:$AD^2 = BD \cdot DC$($AD$为斜边上的高)

相似比性质:面积比为相似比平方 $\frac{S_1}{S_2} = k^2$


3. 重要定理

中线定理:$AB^2 + AC^2 = 2AD^2 + 2BD^2$($D$为$BC$中点)

中位线定理:中位线平行于第三边且为其一半

内角平分线定理:$\frac{AB}{AC} = \frac{BD}{DC}$($D$在$BC$上)

外角平分线定理:$\frac{AB}{AC} = \frac{BD}{DC}$($D$在$BC$延长线上)

斯特瓦尔特定理:$AD^2 = \frac{b^2m + c^2n}{m+n} - mn$($D$分$BC$为$m:n$)

梅涅劳斯定理:共线条件 $\frac{AF}{FB} \cdot \frac{BD}{DC} \cdot \frac{CE}{EA} = 1$

塞瓦定理:共点条件 $\frac{AF}{FB} \cdot \frac{BD}{DC} \cdot \frac{CE}{EA} = 1$


4. 三角形五心

重心:中线交点,坐标公式 $\left(\frac{x_1+x_2+x_3}{3}, \frac{y_1+y_2+y_3}{3}\right)$

外心:垂直平分线交点,外接圆圆心

垂心:高线交点

内心:角平分线交点,内切圆圆心

旁心:旁切圆圆心



二、四边形

平行四边形:对边平行且相等,对角线互相平分

矩形:对角线相等     - 菱形:对角线垂直且平分对角

正方形:兼具矩形和菱形性质

梯形:中位线定理:中位线长 $= \frac{1}{2}(上底 + 下底)$

圆内接四边形:

托勒密定理:$AC \cdot BD = AB \cdot CD + AD \cdot BC$

对角互补定理:$\angle A + \angle C = 180^\circ$



三、圆

1. 基本性质

圆周角定理:$\angle A = \frac{1}{2} \angle O$(圆心角为圆周角2倍)

直径性质:直径所对圆周角为$90^\circ$

垂径定理:垂直于弦的直径平分弦


2.切线与弦

切线性质:切线与半径垂直

切线长定理:外点到圆的两切线长相等

弦切角定理:弦切角等于所夹弧的圆周角


3. 圆幂定理

相交弦定理:$PA \cdot PB = PC \cdot PD$

切割线定理:$PA^2 = PC \cdot PD$


4. 四点共圆条件:对角互补,外角等于内对角,同侧视角相等



四、面积公式与变换

1. 面积公式:

三角形:$S = \frac{1}{2}ah$,$S = \frac{1}{2}ab \sin C$

海伦公式:$S = \sqrt{s(s-a)(s-b)(s-c)}$($s = \frac{a+b+c}{2}$)

等高模型:面积比等于底边比


2. 几何变换

对称、平移、旋转(构造辅助线常用)

坐标系两点距离:$d = \sqrt{(x_2 - x_1)^2 + (y_2 - y_1)^2}$

中点公式:$\left(\frac{x_1+x_2}{2}, \frac{y_1+y_2}{2}\right)$


接下来也有可能在大号更@^Alpha青^#EPz,或者都在这里( ´∀`)

The end

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^Alpha青^
2月前
(代数篇正在整理!
用大号补充三角形少的部分( ´∀`)

梅涅劳斯定理的逆定理:
在 $\triangle ABC$ 中,点 $D$、$E$、$F$ 分别位于边 $BC$、$AC$、$AB$ 上。若  $$\frac{BD}{DC} \cdot \frac{CE}{EA} \cdot \frac{AF}{FB} = 1,$$  则 $D$、$E$、$F$ 三点共线。

塞瓦定理的逆定理:
在 $\triangle ABC$ 中,点 $D$、$E$、$F$ 分别位于边 $BC$、$AC$、$AB$ 上。若  $$\frac{BD}{DC} \cdot \frac{CE}{EA} \cdot \frac{AF}{FB} = 1,$$  则直线 $AD$、$BE$、$CF$ 三线共点。

正弦定理:在 $\triangle ABC$ 中,  $$\frac{a}{\sin A} = \frac{b}{\sin B} = \frac{c}{\sin C} = 2R,$$  其中 $a$、$b$、$c$ 分别为角 $A$、$B$、$C$ 的对边,$R$ 为外接圆半径。

余弦定理:在 $\triangle ABC$ 中,  $$a^2 = b^2 + c^2 - 2bc \cos A,$$$$b^2 = a^2 + c^2 - 2ac \cos B,$$$$c^2 = a^2 + b^2 - 2ab \cos C.$$

余弦定理求角变式:(其他变式就不加了( ´∀`)
在 $\triangle ABC$ 中:  $$\cos A = \frac{b^2 + c^2 - a^2}{2bc},$$  $$\cos B = \frac{a^2 + c^2 - b^2}{2ac},$$  $$\cos C = \frac{a^2 + b^2 - c^2}{2ab}.$$