Coordenadas baricéntricas

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Las coordenadas baricéntricas son triples de números (t_1,t_2,t_3) correspondientes a masas situadas en los vértices de un triángulo de referencia DeltaA_1A_2A_3. Estas masas determinan entonces un punto P, que es el centroide geométrico de las tres masas y se identifica con las coordenadas (t_1,t_2,t_3). Los vértices del triángulo vienen dados por (1,0,0), (0,1,0), y (0,0,1). Las coordenadas baricéntricas fueron descubiertas por Möbius en 1827 (Coxeter 1969, p. 217; Fauvel et al. 1993).

Barycentric

Para hallar las coordenadas baricéntricas de un punto arbitrario P, hallar t_2 y t_3 desde el punto Q en la intersección de la recta A_1P con el lado A_2A_3, y luego determinar t_1 como la masa en A_1 que equilibrará una masa t_2+t_3 en Q, haciendo así de P el centroide (figura izquierda). Además, las áreas de los triángulos DeltaA_1A_2P, DeltaA_1A_3P y DeltaA_2A_3P son proporcionales a las coordenadas baricéntricas t_3, t_2 y t_1 de P (figura derecha; Coxeter 1969, p. 217).¡

Las coordenadas baricéntricas son homogéneas, por lo que

 (t_1,t_2,t_3)=(mut_1,mut_2,mut_3)
(1)

para mu!=0.

Las coordenadas baricéntricas normalizadas de forma que se conviertan en las áreas reales de los subtriángulos se denominan coordenadas baricéntricas homogéneas. Las coordenadas baricéntricas normalizadas de modo que

 t_1+t_2+t_3=1,
(2)

de modo que las coordenadas dan las áreas de los subtriángulos normalizadas por el área del triángulo original se llaman coordenadas areales (Coxeter 1969, p. 218). Las coordenadas baricéntricas y areales pueden proporcionar pruebas particularmente elegantes de teoremas geométricos como el teorema de Routh, el teorema de Ceva y el teorema de Menelao (Coxeter 1969, pp. 219-221).

(No necesariamente homogéneas) las coordenadas baricéntricas para una serie de centros comunes se resumen en la siguiente tabla. En la tabla, a, b, y c son las longitudes de los lados del triángulo y s es su semiperímetro.

centro del triángulo coordenadas baricéntricas
circuncentro O (a^2(b^2+c^2-a^2), b^2(c^2+a^2-b^2), c^2(a^2+b^2-c^2))
excenter J_A (-a,b,c)
excenter J_B (a,-b,c)
excenter J_C (a,b,-c)
Punto de Gergonne Ge ((s-b)(s-c), (s-c)(s-a), (s-a)(s-b))
incentro I (a,b,c)
Punto Nagel Na (s-a,s-b,s-c)
ortocentro H ((a^2+b^2-c^2)(c^2+a^2-b^2), (b^2+c^2-a^2)(a^2+b^2-c^2), (c^2+a^2-b^2)(b^2+c^2-a^2))
punto simétrico K (a^2,b^2,c^2)
centroide del triángulo G (1,1,1)

En coordenadas baricéntricas, una recta tiene una ecuación lineal homogénea. En particular, la recta que une los puntos (r_1,r_2,r_3) y (s_1,s_2,s_3) tiene ecuación

 |r_1 r_2 r_3; s_1 s_2 s_3; t_1 t_2 t_3|=0
(3)

(Loney 1962, pp. 39 y 57; Coxeter 1969, p. 219; Bottema 1982). Si los vértices P_i de un triángulo DeltaP_1P_2P_3 tienen coordenadas baricéntricas (x_i,y_i,z_i), entonces el área del triángulo es

 DeltaP_1P_2P_3=|x_1 y_1 z_1; x_2 y_2 z_2; x_3 y_3 z_3|DeltaABC
(4)

(Bottema 1982, Yiu 2000).

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