Triángulo heptagonal

Un triángulo heptagonal es un triángulo escaleno obtuso cuyos vértices coinciden con el primer, segundo y cuarto vértices de un heptágono regular (desde un vértice inicial arbitrario). Por lo tanto, sus tres lados coinciden con un lado y con las diagonales adyacentes más cortas y más largas de un heptágono regular. Todos los triángulos heptagonales son similares (tienen la misma forma), por lo que se conocen colectivamente como el triángulo heptagonal. Sus ángulos miden y y es el único triángulo con ángulos en las relaciones 1: 2: 4. El triángulo heptagonal tiene varias propiedades notables.
Puntos clave
El centro de nueve puntos del triángulo heptagonal es también su primer punto de Brocard.[1] Plantilla:Rp
El segundo punto de Brocard se encuentra en el círculo de nueve puntos.[2] Plantilla:Rp
El circuncentro y los puntos de Fermat de un triángulo heptagonal forman un triángulo equilátero.[1] Plantilla:Rp
La distancia entre el circuncentro O y el ortocentro H viene dada por[2] Plantilla:Rp
donde R es el circunradio. La distancia al cuadrado desde el incentro I al ortocentro es[2] Plantilla:Rp
donde r es el inradio.
Las dos tangentes desde el ortocentro hasta el circuncírculo son mutuamente perpendiculares.[2] Plantilla:Rp
Relaciones de distancias
Lados
Los lados del triángulo heptagonal a < b < c coinciden respectivamente con el lado del heptágono regular, diagonal más corta y diagonal más larga. Satisfacen que[3] Plantilla:Rp
(la última[2] Plantilla:Rp es la ecuación óptica) y por lo tanto
Por lo tanto, -b/c, c/a y a/b satisfacen la ecuación cúbica
La relación entre los lados es
y las raíces de esta ecuación son:
También se tiene que[4]
satisface la ecuación cúbica
y las raíces de esta ecuación son:
También se tiene que[4]
satisface la ecuación cúbica
y las raíces de esta ecuación son:
Así mismo, los valores[4]
satisfacen la ecuación cúbica
y las raíces de esta ecuación son:
También se tiene que[2] Plantilla:Rp
Por otro lado[4]
No hay otro par de números (m, n), tales que m, n > 0 y que m, n <2000, que cumplan Plantilla:Cita requerida
Alturas
Las alturas ha, hb y hc satisfacen
y
La altura desde el lado b (ángulo opuesto B) es la mitad de la bisectriz del ángulo interno de A:[2] Plantilla:Rp
Aquí el ángulo A es el ángulo más pequeño y B es el segundo ángulo más pequeño.
Bisectrices
Se tienen las siguientes propiedades de las bisectrices y de los ángulos A, B y C respectivamente:[2] Plantilla:Rp
Circunradio, inradio y exinradios
El área del triángulo es[5]
donde R es el circunradio del triángulo.
Se tiene que[2] Plantilla:Rp
También se tiene que[6]
La relación del inradio respecto al circunradio es la solución positiva de la ecuación cúbica[5]
siendo las otras dos raíces de esta ecuación y .
La relación de la suma de los exinradios respecto al circunradio es la mayor de las raíces de la ecuación cúbica:
siendo las otras dos raíces de esta ecuación y .
La relación de la suma de los inversos de los exinradios respecto al circunradio es la única raíz positiva de la ecuación cúbica:
siendo las otras dos raíces de esta ecuación y .
Además,[2] Plantilla:Rp
También se tiene que[6]
En general para todos los enteros n,
donde
y
Así mismo[6]
También se tiene que[4]
El exradio ra correspondiente al lado a es igual al radio de la circunferencia de los nueve puntos del triángulo heptagonal.[2] Plantilla:Rp
Triángulo órtico
El triángulo órtico del triángulo heptagonal, con vértices en los pies de las alturas, es similar al triángulo heptagonal, con una relación de similitud de 1: 2. El triángulo heptagonal es el único triángulo obtuso que es similar a su triángulo órtico (el triángulo equilátero es el único agudo con esta propiedad).[2] Plantilla:Rp
Propiedades trigonométricas
Las diversas identidades trigonométricas asociadas con el triángulo heptagonal incluyen:[2] Plantilla:Rp[5]
La ecuación cúbica
tiene soluciones[2] Plantilla:Rp y que son los senos al cuadrado de los ángulos del triángulo.
La solución positiva de la ecuación cúbica
es igual que es el doble del coseno de uno de los ángulos del triángulo.[7] Plantilla:Rp
Sen (2π/7), sen (4π/7) y sen (8π/7) son las raíces de[4]
También se tiene que:[6]
Para un entero n, sea
Para n = 0, ..., 20,
Para n = 0, -1,, ..-20,
Para cualquier entero n
Para n = 0, 1, ... 10,
Para un entero n, sea
Para n = 0, 1, ... 10,
Así mismo[4]
También se tiene que[4]
También se tiene que[9]
También se cumplen identidades de tipo Ramanujan,[10]
También se tiene que[9]
Referencias
Plantilla:Control de autoridades
- ↑ 1,0 1,1 Paul Yiu, "Heptagonal Triangles and Their Companions", Forum Geometricorum 9, 2009, 125–148. http://forumgeom.fau.edu/FG2009volume9/FG200912.pdf
- ↑ 2,00 2,01 2,02 2,03 2,04 2,05 2,06 2,07 2,08 2,09 2,10 2,11 2,12 2,13 2,14 2,15 2,16 Leon Bankoff and Jack Garfunkel, "The heptagonal triangle", Mathematics Magazine 46 (1), January 1973, 7–19.
- ↑ 3,0 3,1 Abdilkadir Altintas, "Some Collinearities in the Heptagonal Triangle", Forum Geometricorum 16, 2016, 249–256.http://forumgeom.fau.edu/FG2016volume16/FG201630.pdf
- ↑ 4,0 4,1 4,2 4,3 4,4 4,5 4,6 4,7 4,8 Wang, Kai. “Heptagonal Triangle and Trigonometric Identities”, Forum Geometricorum 19, 2019, 29–38.
- ↑ 5,0 5,1 5,2 Weisstein, Eric W. "Heptagonal Triangle." From MathWorld--A Wolfram Web Resource. http://mathworld.wolfram.com/HeptagonalTriangle.html
- ↑ 6,0 6,1 6,2 6,3 6,4 Wang, Kai. https://www.researchgate.net/publication/327825153_Trigonometric_Properties_For_Heptagonal_Triangle
- ↑ Plantilla:Cita publicación
- ↑ Victor H. Moll, An elementary trigonometric equation, https://arxiv.org/abs/0709.3755, 2007
- ↑ 9,0 9,1 Kai Wang, https://www.researchgate.net/publication/336813631_Topics_of_Ramanujan_type_identities_for_PI7
- ↑ Roman Witula and Damian Slota, New Ramanujan-Type Formulas and Quasi-Fibonacci Numbers of Order 7, Journal of Integer Sequences, Vol. 10 (2007).