Прямоугольные тетраэдры
Прямоугольный тетраэдр и его свойства
 
 
Главная страница

Введение
Определение
Углы в прямоугольном тетраэдре
Медианы тетраэдра
Бимедианы тетраэдра
Центроид тетраэдра
Площадь ортогональной проекции
Формула проекций граней
Объем тетраэдра
Теорема косинусов для прямоугольного тетраэдра
Зависимость между косинусами двугранных углов

Теоремы синусов
Теорема Эйлера
Свойство ортоцентра
Сравнение квадрата суммы и суммы квадратов действительных чисел
Барицентрические координаты точки
Неравенства для прямоугольного тетраэдра

Вписанный и описанный шар
Пифагоровы тетраэдры
Развертка
Исследование свойств
Обо мне
Применение


Задача №1
Задача №2
Пифагоровы задачи
Свойства центроида тетраэдра, теорема Лейбница
 
Центроид прямоугольного тетраэдра является центром равных масс, помещённых в его вершины.
    1. Для того чтобы точка G была центроидом прямоугольного тетраэдра ABCD, необходимо и достаточно, чтобы
Дано: прямоугольный тетраэдр ABCD
Доказать:  

(7)
Доказательство: Если G — центроид прямоугольного тетраэдра ABCD, то имеет место равенство (6) для произвольной точки O (рис. 7).


Рис. 7

Когда точка O совпадает с G, то  и (6) принимает вид (7). Обратно, пусть для некоторой точки G имеет место равенство (7), из которого , или , или , где M и N — середины ребер AB и CD. Следовательно, точка G является серединой бимедианы MN, т. е. центроидом тетраэдра.
    2. Другое свойство центроида прямоугольного тетраэдра связано с объемами: тетраэдры GBCD, GCDA, GDAB, GABC равновелики.
Действительно, отношение высот AH и GH1 тетраэдров ABCD и GBCD равно отношению  (рис. 7). Эти тетраэдры имеют общее основание BCD. Значит, . Объем каждого из четырех указанных тетраэдров равен четверти объема данного тетраэдра. В силу этого свойства центроид прямоугольного тетраэдра называют еще центром тяжести этого тетраэдра.
Теорема Лейбница. Сумма квадратов расстояний от произвольной точки P до вершин прямоугольного тетраэдра A1A2A3A4 равна сумме квадратов расстояний от его центроида G до вершин, сложенной с учетверенным квадратом расстояния от точки P до центроида G:

(8)
Действительно, , откуда  и поэтому

Так как , то равенство (8) доказано. Из теоремы Лейбница следует экстремальное свойство центроида прямоугольного тетраэдра: сумма квадратов расстояний от точки до вершин тетраэдра минимальна для его центроида. Оно является характеристическим свойством центроида прямоугольного тетраэдра.