等边三角形

几何

děng biān sān jiǎo xíng

等边三角形的三条边长度都相等,三个角都是 60 度。

Formula

\text{Area} = (\sqrt{3}/4)s^2; \text{all angles} = 60^\circ
Visualization

Definition

等边三角形的三条边长度相等,三个角也相等,各为 $60^\circ$,在各个方向上都完全对称;它既是等边的(边相等),也是等角的(角相等),使其成为三边的正多边形。对于边长 $s$:面积 $= (\sqrt{3}/4)s^2$,高 $= (\sqrt{3}/2)s$,外接圆半径 $R = s/\sqrt{3}$,内切圆半径 $r = s/(2\sqrt{3})$,因此 $R = 2r$,这是等边三角形独有的性质。

Example

一个让行标志和三角力量标志都是等边三角形:如果每条边是 $5$ 厘米,三个角都恰好是 $60^\circ$。对于边长 $6$:高 $=(\sqrt{3}/2)(6)=3\sqrt{3}\approx5.2$,面积 $=(\sqrt{3}/4)(36)=9\sqrt{3}\approx15.6$,周长 $=18$。在复平面中,以原点为中心的等边三角形的顶点可以写成 $\{r, r\omega, r\omega^2\}$,其中 $\omega = e^{2\pi i/3}$ 是一个本原三次单位根。

Key Insight

拥有三条对称轴,等边三角形从三个角看起来都一样,它是唯一同时也是正多边形的三角形;它还具有三重旋转对称性,能够无缝铺满平面,这在晶体学和设计中很重要。它是唯一(在相似意义下)在给定周长下面积最大的三角形,它与三次单位根的联系展示了几何对称性如何对应于代数结构,这一主题贯穿抽象代数,其中正多边形的对称群是循环群或二面体群。