Sedemkotnikov trikotnik


Sedemkotnikov trikotnik[a] je v evklidski geometriji topokotni, raznostranični trikotnik, katerega oglišča sovpadajo s prvim, drugim in četrtim ogliščem pravilnega sedemkotnika (iz poljubnega začetnega oglišča). Tako njegove stranice sovpadajo z eno stranico in sosednjima kratko in dolgo diagonalo pravilnega sedemkotnika.
Vsi sedemkotnikovi trikotniki so si podobni (imajo enako obliko), zato so skupaj znani kot sedemkotnikov trikotnik. Med seboj so tudi skladni. Njegovi koti imajo velikosti v radianih:
- ,
- in
- ,
oziroma približno 26°, 51° in 103°. Do podobnosti je edini trikotnik s koti in posledično stranicami v razmerjih 1 : 2 : 4. Sedemkotnikov trikotnik ima tako kot zlati trikotnik, katerega koti so v razmerju 1 : 2 : 2, različne izjemne lastnosti.
Ključne in razne lastnosti
[uredi | uredi kodo]
Središče krožnice devetih točk sedemkotnikovega trikotnika je tudi njegova prva Brocardova točka.[1]:Trditev 12[2]
Druga Brocardova točka leži na krožnici devetih točk.[3]:19[2]
Središče očrtane krožnice in Fermat-Torricellijevi točki (izogonski središči) sedemkotnikovega trikotnika tvorijo enakostranični trikotnik.[1]:Izrek 22
Razdalja med središčem očrtane krožnice in višinsko točko (ortocentrom) je podana z:[3]:19[2]
kjer je polmer očrtane krožnice. Kvadrat razdalje od središča včrtane krožnice do višinske točke je:[3]:19[2]
kjer je polmer včrtane krožnice.
Tangenti iz višinske točke na očrtano krožnico sta medsebojno pravokotni.[3]:19[2]
Razmerja razdalj
[uredi | uredi kodo]Stranice
[uredi | uredi kodo]Stranice sedemkotnikovega trikotnika sovpadajo s stranico, kratko in dolgo diagonalo pravilnega sedemekotnika. Zanje veljajo zveze:[4]:Lema 1
(kjer se zadnja zveza[3]:13 imenuje optična enačba) in tako:
ter:[4]:Korolar 2
Optična enačba sledi iz Ptolemejevega izreka za tetivni štirikotnik s stranicami , , in , ter diagonalama in , kjer se izrek deli z :[2]
Za razmerja , in velja kubična enačba:
Vendar za rešitve te enačbe ne obstajajo algebrski izrazi s čisto realnimi členi, ker je to primer casusa irreducibilisa.
Približna zveza stranic je:
velja kubična enačba:
Prav tako za razmerja:[5]
podobno velja kubična enačba:
Tudi za razmerja:[5]
velja kubična enačba:
Veljajo tudi zveze:[3]:14
in:[3]:15
Veljajo tudi zveze:[5]
Višine
[uredi | uredi kodo]Za višine , in velja:[3]:13[2]
Višina na stranico (nasprotni kot je enaka polovici simetrale notranjega kota kota :[3]:19[2]
Tukaj je najmanjši notranji kot, pa drugi najmanjši.
Simetrale notranjih kotov
[uredi | uredi kodo]Za simetrale notranjih kotov in kotov in veljajo naslednje lastnosti:[3]:16
Polmer očrtane, včrtane in pričrtane krožnice
[uredi | uredi kodo]Ploščina sedemkotnikovega trikotnika je enaka:[2]
kjer je polmer očrtane krožnice trikotnika.
Vsota kvadratov stranic sedemkotnikovega trikotnika je enaka:[3]:12[2]
Velja tudi:[7]
Razmerje polmera včrtane krožnice in polmera očrtane krožnice je enako pozitivni rešitvi kubične enačbe:[2]
Poleg tega je za dolžine stranic:[3]:15[2]
Velja še:[7]
Na splošno za vsa cela števila velja:
kjer je:
in:
Velja tudi:[7]
in: [5]
Polmer pričrtane krožnice , ki ustreza stranici , je enak polmeru krožnice devetih točk sedemkotnikovega trikotnika.[3]:15[2]
Višinski trikotnik
[uredi | uredi kodo]
Višinski ali ortični trikotnik sedemkotnikovega trikotnika z oglišči pri vznožjih višin je podoben sedemkotnikovemu trikotniku, s podobnostnim razmerjem 1 : 2. Sedemkotnikov trikotnik je edini topokotni trikotnik, ki je podoben svojemu višinskemu trikotniku (enakostranični trikotnik je edini ostrokotni trikotnik z isto lastnostjo in enakim sorazmerjem).[3]:12–13
Očrtana krožnica višinskega trikotnika sedemkotnikovega trikotnika je krožnica devetih točk (Eulerjeva krožnica).
Hiperbola
[uredi | uredi kodo]Pravokotna hiperbola skozi točke ima naslednje lastnosti:
- prvo gorišče
- središče leži na krožnici devetih točk (splošna lastnost) in na krožnici
- drugo gorišče leži na očrtani krožnici
Trigonometrične lastnosti
[uredi | uredi kodo]Trigonometrične enakosti
[uredi | uredi kodo]Različne trigonometrične enakosti, povezane s sedemkotnikovim trikotnikom, so:[3]:13–14[2][7]
- [5]:Trditev 10
Kubični polinomi
[uredi | uredi kodo]Kubična enačba ima rešitve:[3]:14 .
Pozitivna rešitev kubične enačbe je enaka .[10]:186–187
Ničle kubične enačbe so: .
Ničle kubične enačbe so: .
Ničle kubične enačbe so: .
Ničle kubične enačbe so: .
Zaporedja
[uredi | uredi kodo]Za celo število naj velja:
| : | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Ramanudžanove enakosti
[uredi | uredi kodo]Ramanudžanove enakosti so:[7][11]
Opombe
[uredi | uredi kodo]- ↑ Tudi heptagonov trikotnik po heptagonu, drugemu imenu za sedemkotnik.
Sklici
[uredi | uredi kodo]- 1 2 Yiu (2009).
- 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Weisstein (1999).
- 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 Bankoff; Garfunkel (1973).
- 1 2 Altintas (2016).
- 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Wang (2019a).
- ↑ Wang (2019b).
- 1 2 3 4 5 6 Wang (2018).
- ↑ Moll (2007).
- 1 2 Wang (2019c).
- ↑ Gleason (1988).
- ↑ Witula; Slota (2007).
Viri
[uredi | uredi kodo]- Altintas, Abdilkadir (2016), »Some Collinearities in the Heptagonal Triangle« (PDF), Forum Geometricorum, 16: 249–256, ISSN 1534-1178, Zbl 1347.51001, arhivirano iz prvotnega spletišča (PDF) dne 13. avgusta 2016, pridobljeno 14. septembra 2025[mrtva povezava]
- Bankoff, Leon; Garfunkel, Jack (1973), »The Heptagonal Triangle«, Mathematics Magazine, 46 (1): 7–19, doi:10.2307/2688574, JSTOR 2688574
- Moll, Victor H. (24. september 2007). »An elementary trigonometric equation«. arXiv:0709.3755 [math.NT].
- Gleason, Andrew Mattei (Marec 1988), »Angle trisection, the heptagon, and the triskaidecagon« (PDF), The American Mathematical Monthly, 95 (3): 185–194, doi:10.2307/2323624, JSTOR 2323624, arhivirano iz prvotnega spletišča (PDF) dne 19. decembra 2015
- Wang, Kai (september 2018), Trigonometric Properties For Heptagonal Triangle (v angleščini) – prek ResearchGate
{{citation}}: Vzdrževanje CS1: samodejni prevod datuma (povezava) - Wang, Kai (2019), »Heptagonal Triangle and Trigonometric Identities«, Forum Geometricorum, 19: 29–38
- Wang, Kai (Avgust 2019), On cubic equations with zero sums of cubic roots of roots (v angleščini) – prek ResearchGate
- Wang, Kai (Oktober 2019), On Ramanujan Type Identities For PI/7 (v angleščini) – prek ResearchGate
- Weisstein, Eric Wolfgang (1999). »Heptagonal Triangle«. MathWorld (v angleščini). Pridobljeno 2. avgusta 2024.
- Witula, Roman; Slota, Damian (2007), »New Ramanujan-Type Formulas and Quasi-Fibonacci Numbers of Order 7« (PDF), Journal of Integer Sequences, 10 (5) 07.5.6, Bibcode:2007JIntS..10...56W
- Yiu, Paul (2009), »Heptagonal Triangles and Their Companions« (PDF), Forum Geometricorum, 9: 125–148, arhivirano iz prvotnega spletišča (PDF) dne 12. februarja 2017, pridobljeno 14. decembra 2025