Coordenadas Baricêntricas

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Coordenadas Baricêntricas são triplos de números (t_1,t_2,t_3) correspondente às massas colocadas nos vértices de um triângulo de referência DeltaA_1A_2A_3. Estas massas determinam então um ponto P, que é o centróide geométrico das três massas e é identificado com coordenadas (t_1,t_2,t_3). Os vértices do triângulo são dados por (1,0,0), (0,1,0), e (0,0,1). As coordenadas baricêntricas foram descobertas por Möbius em 1827 (Coxeter 1969, p. 217; Fauvel et al. 1993).

Barycentric

Para encontrar as coordenadas baricêntricas para um ponto arbitrário P, encontrar t_2 e t_3 do ponto Q na intersecção da linha A_1P com o lado A_2A_3, e depois determinar t_1 como a massa em A_1 que irá equilibrar uma massa t_2+t_3 em Q, fazendo assim P o centróide (figura à esquerda). Além disso, as áreas dos triângulos DeltaA_1A_2P, DeltaA_1A_3P, e DeltaA_2A_3P são proporcionais às coordenadas baricêntricas t_3, t_2, e t_1 de P (figura à direita; Coxeter 1969, p. 217).

Barycentric coordinates are homogeneous, so

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

for mu!=0.

Coordenadas baricêntricas normalizadas para que se tornem as áreas reais dos subtriângulos são chamadas de coordenadas baricêntricas homogêneas. As coordenadas baricêntricas normalizadas de modo que

 t_1+t_2+t_3=1,
(2)

de modo que as coordenadas dão as áreas dos subtriângulos normalizados pela área do triângulo original são chamadas de coordenadas areais (Coxeter 1969, p. 218). As coordenadas baricêntricas e areais podem fornecer provas particularmente elegantes de teoremas geométricos como o teorema de Routh, o teorema de Ceva e o teorema de Menelaus (Coxeter 1969, pp. 219-221).

(Não necessariamente homogêneo) as coordenadas baricêntricas para um número de centros comuns estão resumidas na tabela seguinte. Na tabela, a, b, e c são os comprimentos laterais do triângulo e s é o seu semiperímetro.

centro do triângulo coordenadas bari-cêntricas
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)
Ponto de Gergonne Ge ((s-b)(s-c), (s-c)(s-a), (s-a)(s-b))
incinerador I (a,b,c)
Nagel point Na (s-a,s-b,s-c)
orthocenter 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))
ponto simédrico K (a^2,b^2,c^2)
centroide triangular G (1,1,1)

Em coordenadas baricêntricas, uma linha tem uma equação linear homogênea. Em particular, os pontos de união de linhas (r_1,r_2,r_3) e (s_1,s_2,s_3) tem a equação

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

(Loney 1962, pp. 39 e 57; Coxeter 1969, p. 219; Bottema 1982). Se os vértices P_i de um triângulo DeltaP_1P_2P_3 têm coordenadas baricêntricas (x_i,y_i,z_i), então a área do triângulo é

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

(Bottema 1982, Yiu 2000).

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