Heron formülü

Heron formülü, kenar uzunlukları bilinen bir üçgenin alanını hesaplamaya yarayan geometri formülüdür. Yunan matematikçi Heron tarafından bulunmuştur.

A={\sqrt {s(s-a)(s-b)(s-c)}}

s, üçgenin yarı çevresini göstermektedir:

s={\frac {a+b+c}{2}}.

Heron formülü şu şekillerde de yazılabilir:

A={\frac {1}{4}}{\sqrt {(a+b+c)(-a+b+c)(a-b+c)(a+b-c)}}

A={\frac {1}{4}}{\sqrt {2(a^{2}b^{2}+a^{2}c^{2}+b^{2}c^{2})-(a^{4}+b^{4}+c^{4})}}

A={\frac {1}{4}}{\sqrt {(a^{2}+b^{2}+c^{2})^{2}-2(a^{4}+b^{4}+c^{4})}}

A={\frac {1}{4}}{\sqrt {4a^{2}b^{2}-(a^{2}+b^{2}-c^{2})^{2}}}

Örnek

ΔABC, kenar uzunlukları a=7, b=4 ve c=5 olan bir üçgen olsun. Yarıçevre $s={\tfrac {1}{2}}(a+b+c)={\tfrac {1}{2}}(7+4+5)=8$ ve alan

T={\sqrt {s\left(s-a\right)\left(s-b\right)\left(s-c\right)}}={\sqrt {8\cdot (8-7)\cdot (8-4)\cdot (8-5)}}

={\sqrt {8\cdot 1\cdot 4\cdot 3)}}={\sqrt {96}}=4{\sqrt {6}}\approx 9.8

İspatı

Kosinüs teoremini yazarsak,

\cos {\widehat {C}}={\frac {a^{2}+b^{2}-c^{2}}{2ab}}

C açısının sinüsünü bulalım

\sin {\widehat {C}}={\sqrt {1-\cos ^{2}{\widehat {C}}}}={\frac {\sqrt {4a^{2}b^{2}-(a^{2}+b^{2}-c^{2})^{2}}}{2ab}}.

Üçgenin a kenarının yüksekliği b·sin(C) olur.

{\begin{aligned}A&={\frac {1}{2}}({\mbox{taban}})({\mbox{yukseklik}})\\&={\frac {1}{2}}ab\sin {\widehat {C}}\\&={\frac {1}{4}}{\sqrt {4a^{2}b^{2}-(a^{2}+b^{2}-c^{2})^{2}}}\\&={\frac {1}{4}}{\sqrt {(2ab-(a^{2}+b^{2}-c^{2}))(2ab+(a^{2}+b^{2}-c^{2}))}}\\&={\frac {1}{4}}{\sqrt {(c^{2}-(a-b)^{2})((a+b)^{2}-c^{2})}}\\&={\sqrt {\frac {(c-(a-b))(c+(a-b))((a+b)-c)((a+b)+c)}{16}}}\\&={\sqrt {{\frac {(b+c-a)}{2}}{\frac {(a+c-b)}{2}}{\frac {(a+b-c)}{2}}{\frac {(a+b+c)}{2}}}}\\&={\sqrt {{\frac {(a+b+c)}{2}}{\frac {(b+c-a)}{2}}{\frac {(a+c-b)}{2}}{\frac {(a+b-c)}{2}}}}\\&={\sqrt {s\left(s-a\right)\left(s-b\right)\left(s-c\right)}}.\end{aligned}}

İspatın iki adımında, iki kare farkı kullanılmıştır.

Kaynakça

"Heron's Formula". Mathworld. 5 Eylül 2015 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 7 Ekim 2013.