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質量外心


質量外心是一個概念,可以透過類比多邊形幾何質心的構造方法來定義。多邊形的幾何質心可以透過以下方法確定:使用任意內點對多邊形進行三角剖分,計算每個三角形的質心,取三角形的加權和(權重為各個三角形的面積),然後將結果除以多邊形的總面積。執行相同的程式,但對於每個三角形取外心而不是幾何質心,得到質量外心,其值與原始多邊形的三角剖分方式無關。

Laisant (1887, 頁 150-151) 提到了這種構造方法,他們將其歸功於義大利代數幾何學家 G. Bellavitis (Tabachnikov 和 Tsukerma 2015)。

質量外心的顯式公式可以透過以下方式給出

x^__C=1/(4A)sum_(i=1)^(n)y_i(x_(i-1)^2+x_(i-1)^2-x_(i+1)^2-y_(i+1)^2)
(1)
y^__C=1/(4A)sum_(i=1)^(n)-x_i(x_(i-1)^2+x_(i-1)^2-x_(i+1)^2-y_(i+1)^2)
(2)

(Tabachnikov 和 Tsukerma 2015) 或

x^__C=1/(4A)sum_(i=1)^(n)(-y_iy_(i+1)^2+y_i^2y_(i+1)+x_i^2y_(i+1)-x_(i+1)^2y_i)
(3)
y^__C=1/(4A)sum_(i=1)^(n)(-x_(i+1)y_i^2+x_iy_(i+1)^2+x_ix_(i+1)^2-x_i^2x_(i+1))
(4)

(Tabachnikov 和 Tsukerma 2014) 對於頂點 (x_i,y_1), ..., (x_n,y_n), 面積 A 的多邊形,其中範圍 [1,n] 之外的索引被視為指代迴圈重複的頂點。

對於圓內接多邊形,質量外心與外心重合。


另請參閱

幾何質心, 三角剖分

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參考文獻

Adler, V. "Cutting of Polygons." Funct. Anal. Appl. 27, 141-143, 1993.Laisant, C.-A. Théorie et applications des équipollences. Paris: Gauthier-Villars, 頁 150-151, 1887.Tabachnikov, S. and Tsukerman, E. "Circumcenter of Mass and Generalized Euler Line." Disc. Comput. Geom. 51, 815-836, 2014.Tabachnikov, S. and Tsukerman, E. "Remarks on the Circumcenter of Mass." Arnold Math. J. 1, 101-112, 2015.

請引用為

Weisstein, Eric W. "質量外心。" 來自 Web 資源。 https://mathworld.tw/CircumcenterofMass.html

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