Twierdzenia van Aubela – twierdzenia geometrii płaskiej przypisywane H.H. van Aubelowi. W literaturze geometrycznej określenie twierdzenie van Aubela używane jest w odniesieniu do przynajmniej dwóch różnych wyników.

Twierdzenie van Aubela dla czworokąta thumb|200px|Twierdzenie Aubela można stosować do wszystkich czworokątów, zarówno wypukłych, jak i wklęsłych Twierdzenie Przypuśćmy, że jest dany czworokąt Po zewnętrznej stronie każdego boku tego czworokąta zbudujmy kwadrat, otrzymując kwadraty i (takie, że odcinek jest bokiem kwadratu ). Wówczas punkty przecięcia przekątnych kwadratów zbudowanych na przeciwległych bokach wyjściowego czworokąta wyznaczają parę odcinków równych i prostopadłych. Inaczej mówiąc, jeśli są środkami kwadratów (odpowiednio), to odcinki i są prostopadłe i mają tę samą długość.

Dowód

Rozważmy obrót o dookoła punktu przy którym punkt przechodzi na punkt Niech oznacza obraz punktu przy tym przekształceniu. Wówczas, odcinki i są równe i prostopadłe. Z tego wynika, że odcinki i są równe i równoległe, czyli czworokąt jest równoległobokiem. Niech będzie środkiem odcinka Ponieważ jest to środek odcinka zatem jest to również środek kwadratu opartego na boku czyli odcinki i są równe i prostopadłe. Analogicznie dowodzimy, że odcinki i są równe i prostopadłe. To oznacza, że przy takim obrocie o dookoła punktu że punkt przechodzi na punkt punkt przechodzi na punkt – zatem istotnie, odcinki i są równe i prostopadłe, co kończy dowód

Twierdzenie van Aubela dla trójkąta Twierdzenie Niech będzie dany trójkąt i niech będzie punktem przecięcia trzech prostych łączących wierzchołki trójkąta z przeciwległymi bokami (lub ich przedłużeniami). Niech proste te będą wyznaczone przez odcinki i gdzie Wówczas

Dowód Niech oznacza pole trójkąta Trójkąty i mają wspólny bok, więc stosunek ich pól jest równy stosunkowi ich wysokości, a ten ostatni jest taki sam jak Zachodzi więc

skąd wynika, że

Rozważając trójkąty i zauważamy, że mają one tę samą wysokość (opuszczoną ze wspólnego wierzchołka ), a zatem stosunek ich pól jest taki sam jak stosunek długości ich podstaw:

W podobny sposób otrzymujemy też

Zatem

a z tych równości wynika, że (i)  

Analogicznie uzasadniamy równość (ii)  

Dodając stronami równości (i) oraz (ii), otrzymujemy

co należało wykazać.

Zobacz też twierdzenie Cevy twierdzenie Menelaosa twierdzenie Napoleona

Przypisy

Linki zewnętrzne

Kategoria:Twierdzenia o czworokątach Kategoria:Twierdzenia o trójkącie