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과학

체바의 정리

체바의 정리과학
영어
Ceva’s theorem
다루는 조건
세 선분의 한 점에서의 만남
내부점의 식
(BD/DC)(CE/EA)(AF/FB) = 1
기본 도형
삼각형 ABC
체바의 정리는 삼각형의 각 꼭짓점에서 맞은편 변으로 그은 세 선분이 한 점에서 만날 조건을 변의 길이 비로 나타내는 정리다. 세 변의 내부점을 사용하는 경우 세 비의 곱이 1이라는 식으로 쓸 수 있다.

점과 선분의 배치

삼각형 ABC에서 D를 변 BC의 내부, E를 변 CA의 내부, F를 변 AB의 내부에 둔다. 이때 AD와 BE와 CF가 한 점에서 만날 필요충분조건이 세 길이 비의 곱이 1이라는 조건이다. 여기서는 변의 꼭짓점과 겹치는 경우는 제외한다.

곱의 순서를 읽기

식은 BC를 따라 BD/DC, CA를 따라 CE/EA, AB를 따라 AF/FB를 차례로 곱한다. 같은 방향으로 삼각형의 변을 순환하며 비를 만들면 순서를 기억하기 쉽다. 세 비 중 하나만 거꾸로 쓰면 일반적으로 같은 조건이 되지 않는다.

중선의 공점성

D와 E와 F가 각각 변의 중점이면 세 비는 모두 1이다. 따라서 세 중선은 한 점에서 만난다. 이 결과는 중선의 교점을 찾는 조건을 보여 주지만, 교점이 중선을 어떤 비로 나누는지는 이 곱의 식만으로 바로 적은 것은 아니다.

비를 구하는 예

AD와 BE와 CF가 한 점에서 만나고 BD/DC = 2, CE/EA = 3이라면 AF/FB는 1/6이다. 즉 F는 AB를 1 대 6으로 나눈다. 변의 연장선 위의 점까지 다루는 일반화에서는 방향을 포함한 선분 비의 관례를 정해야 하므로 내부점의 양수 비 식과 섞어 쓰지 않아야 한다.

관련 문서

삼각형 / 중선 (기하학) / 내심 / 무게중심 좌표 / 각의 이등분선 / 필요조건과 충분조건