قضیه سوا

قضیهٔ سوا، قضیه‌ای در هندسهٔ دوبعدی است؛ به این ترتیب که اگر مثلث دلخواه ABC را در نظر بگیریم و نقاط  را به ترتیب روی اضلاع  انتخاب کنیم، خط‌های   یکدیگر را در یک نقطه قطع می‌کنند اگر و فقط اگر:

در حالی که AF فاصلهٔ مستقیم بین دو نقطهٔ A و F است. (فاصله در یک جهت روی یک خط مثبت و در جهت مخالف منفی در نظر گرفته می‌شود)

شکل دیگر قضیهٔ سوا به این شکل است: که می‌گوییم سه خط  یکدیگر را در یک نقطه قطع می‌کنند، اگر و فقط اگر:

این قضیه توسط جووانی سوا (Giovanni Ceva) در اثرش به نام De lineis rectis، که در سال ۱۶۷۸ نوشت، اثبات شده بود اما پیش از او یوسف بن احمد مؤتمن بن هود، پادشاه ساراگوسا در قرن یازدهم، آن را اثبات کرده بود.

مثلث DEF را مثلث سوایی O و خط‌های  را سوایی‌های O می‌نامند.

اثبات قضیه 
فرض کنید:  و  و  در نقطه‌ای مانند  یکدیگر را قطع می‌کنند. چون مثلث‌های  و  ارتفاع یکسان دارند، خواهیم داشت:

 

به دلیل مشابه:

 

در ادامهٔ مطلب بالا خواهیم داشت:

 

همچنین

 

و

 

با ضرب این سه عبارت در یکدیگر خواهیم داشت:

 

برای اثبات عکس قضیه، فرض کنید نقاط  و  و  به گونه‌ای اند که رابطهٔ بالا را برقرار می‌کنند؛ حال فرض کنید که  و  در نقطه  با یکدیگر برخورد می‌کنند ولی امتداد   ضلع  را در نقطهٔ دیگری به نام  قطع می‌کند. با توجه به اثباتی که در بالا کردیم باید داشته باشیم:

 

با مقایسهٔ دو رابطه خواهیم داشت:

 

یک یکم (۱/۱) را به دو طرف تساوی اضافه می‌کنیم، می‌شود:  (حالت یکم) یا با کم کردن یک از آن می‌شود:  (حالت دوم)، خواهیم داشت:

 

بنابراین  در نتیجه  و  بر روی هم قرار دارند، پس  و  و  در نقطهٔ  یکدیگر را قطع می‌کنند؛ هر دو سوی قضیه اثبات شد.

برای شکل مثلثی این قضیه، یک رویکرد این است که نگاه کنیم که سه سوایی متقاطع در نقطهٔ O، مثلث  را به سه مثلث کوچکتر  و  و  تقسیم می‌کنند. با استفاده از قانون سینوس‌ها برای هر مثلث خواهیم داشت:

اگر سه رابطه را در یکدیگر ضرب کنیم می‌بینیم که سمت راست آن برابر با ۱ و سمت چپ آن برابر با عبارت داده شده در قضیه خواهد شد.

حالت کلی

جستارهای وابسته 
 میانهٔ مثلث
 قضیهٔ منلائوس

منابع 

 ویکی‌پدیای انگلیسی

پیوند به بیرون 

 Menelaus and Ceva
 Derivations and applications of Ceva's Theorem
 Trigonometric Form of Ceva's Theorem
 Glossary of Encyclopedia of Triangle Centers
 Conics Associated with a Cevian Nest, by Clark Kimberling
  Ceva's Theorem از  Jay Warendorff, Wolfram Demonstrations Project.
 

قضایای هندسه مسطحه
قضیه‌های ریاضی
هندسه مثلث
هندسه آفین