平面几何的几个重要的定理--梅涅劳斯定理
数学奥赛平面几何
《竞赛数学解题研究》之平面几何专题一、平面几何中的一些重要定理:1、梅涅劳斯定理:设D 、E 、F 分别是ABC ∆三边(或其延长线)上的三点,则D 、E 、F 三点共线的充要条件是1=⋅⋅EACEFC BF DB AD 。
2、塞瓦定理:设D 、E 、F 分别是ABC ∆三边(或其延长线)上的三点,则AF 、BE 、CD 三点共线的充要条件是1=⋅⋅EACEFC BF DB AD 。
3、托勒密定理:四边形ABCD 内接于圆的充要条件是CD BC CD AB BD AC ⋅+⋅=⋅4、西摩松定理:设P 是ABC ∆外接圆上任一点,过P 向ABC ∆的三边分别作垂线,设垂足为D 、E 、F ,则D 、E 、F 三点共线。
5、斯德瓦特定理:设P 是ABC ∆的边BC 边上的任一点,则BC PC BP AP BC AB PC AC BP ⋅⋅+⋅=⋅+⋅2226、共角定理:设ABC ∆和C B A '''∆中有一个角相等或互补(不妨设A=A ')则 C A B A ACAB S S C B A ABC ''⋅''⋅='''∆∆7、共边定理:设ABC ∆和C B A '''∆中有一个边相等,则CA B A ACAB S S C B A ABC ''⋅''⋅='''∆∆举例说明:1、设M 、N 分别是正六边形ABCDEF 的对角线AC 、CE 上的点,且AM:AC=CN:CE=k,如果BMN 三点共线,试求k 。
(IMO23,1982)2、在四边形ABCD 中,ABD ∆、BCD ∆、ABC ∆的面积之比为3:4:1,点M 、N 分别 是AC 、CD 上的点,且AM:AC=CN:CD, 并且BMN 三点共线,求证:M 、N 分别是AC 、 CD 的中点。
平面几何的几个重要的定理--梅涅劳斯定理
平面几何的几个重要的定理一、梅涅劳斯定理:1=⋅⋅=⋅⋅BAA C CBC B A h h h h h h RB AR QA CQ PC BP l C B A h h h 的垂线的长度,则:到直线、、分别是、、证:设注:此定理常运用求证三角形相似的过程中的线段成比例的条件;。
的交点,证明:与是的中点,是上,在点的平分线,是是斜边上的高,中,:若直角例CE //BF CK DE F AC D AK E ACK CE CK ABC ∠∆11PC BP R Q P AB CA BC ABC ABC l 1=⋅⋅RBARQA CQ ,则、、的延长线分别交于或它们、、的三边的顶点,并且与不经过:若直线定理∆∆CE//BF CKE FKB KE BK KC KF BE BK FC KF BE BK BC BP AC EP AC CK AE EK FC KF 1FCKFEK AE DA CD F E D ACK EPCK EP BC EBC CE BH 90HCB ACE HCB HBC ACE HBC ACKEBC BH B EBC ∴≅∴=====⋅⋅=∴⊥︒=∠+∠=∠+∠∠=∠∠=∠∠∆∆∆∆∆=依分比定理有:=即:=于是依梅涅劳斯定理有:、、和三点对于,则:上的高作为等腰三角形即:则:的平分线中,作在证:111111111111D B D A :C B C A BD AD :BC AC D C B A DC B A K 1=,试证:、、、和、、、线分别交这四条直线于引四条直线,另两条直】从点【练习注:此定理常用于证明三点共线的问题,且常需要多次使用 再相乘;共线;、、证明点引的垂线的垂足,、、向是从点、、的外接圆上;位于点例111111C B A AB CA BC P C B A ABC P .2∆三点共线;、、综上可得:也重合与的延长线上时,同在与类似地可证得当矛盾=这与于是可得即这时设必定重合,不然的话,与线段上,则同在与若的延长线上;线段上,或者同在或者同在与因此,或边上的点的个数也为三点中,位于、、由于在同一直线上的=,则:又得:,于是由定理交于与直线证:设直线R Q P R R AB R R BR AR BR AR BR AR BR AR ,BR BR ,AR AB AR AB ,AR AR R R AB R R AB AB R R 20ABC R Q P RBAR B R AR 1RB AR QA CQ 1BR AR QA CQ 1R AB PQ ''''''''''''''''''><-<->=⋅⋅=⋅⋅∆PC BP PC BP 三点共线;、、求证:,,这时若或边上的点的个数为三点中,位于、、三点,并且上或它们的延长线上的、、的三边分别是、、:设定理R Q P PC BP 20ABC R Q P AB CA BC ABC R Q P 21RBARQA CQ =⋅⋅∆∆ C BA1A 1B 1C 三点共线;、、依梅涅劳斯定理可知,=可得且将上面三条式子相乘,证:易得:111111111111111C B A 1BC AC AB CB CA BA 180PBA PCA ,PCB PAB ,PBC PAC PBA cos PB PABcos AP BC AC PAC cos AP PCAcos CP AB CB ,PCBcos CP PBCcos BP CA BA ⋅⋅︒=∠+∠∠=∠∠=∠∠⋅∠⋅-=∠⋅∠⋅-=∠⋅∠⋅-=直线上;在同一条、、的交点与,与,与,则、、上的切点分别为、、的内切圆在三边】设不等腰【练习Z Y X AB DE CA FD BC EF F E D AB CA BC ABC 2∆三点共线;、、,试证:的交点是与线,直的交点是与,直线的交点为和,直线相交于,,】已知直线【练习222211*********C B A B C A AC A C B BC C B A AB O CC BB AA 311111111111111111111111111111111111111D B D A :C B C A BD AD :BC AC 1C BD B D A C A BD BC AC AD 1LD D B K B BK BD LD 1BKKB C B LC LC BC 1LC C A K A AK AC LC 1AK KA D A LD LD AD BLB AL A L D A AD D A //AD 1==⋅⋅⋅=⋅⋅=⋅⋅=⋅⋅=⋅⋅即:得:将上面四条式子相乘可可得:和别用于,则把梅涅劳斯定理分相交与点与若,结论显然成立;证:若的证明练习∆∆共线、、,证明:、、的交点依次为和,和,和,和,记直线、、,在另一条上取点、、】在一条直线上取点【练习N M L N M L BC EF AF CD AF CD ED AB D F B A C E 4三点共线、、可得的边上,由定理都不在、、又得:将上面三条式子相乘可==同理可得:=代人上式可得:又可得:所截,由定理被直线证:的证明练习Z Y X 2ABC Z Y X 1ZBAZYA CY XC BX BDEAZB AZ AF DC YA CY CEFBXC BX AF AE 1FBAFEA CE XC BX 1XFE ABC 2∆∆ =⋅⋅==⋅⋅共线由梅涅劳斯定理可知可得:将上面的三条式子相乘应用梅涅劳斯定理有:,和,和,和们边上的点:对所得的三角形和在它的交点,和,和,和分别是直线、、证:设的证明练习222222222221111221111221111211211211111111222C ,B ,A 1BA CA CB AB AC BC 1CB AB OC CC AA OA 1BA CA OB BB CC OC 1AC BC BB OB OA AA )B ,C A (OAC ),A ,C B (OBC ),C ,B A (OAB B A AB C A AC C B BC C B A 3=⋅⋅=⋅⋅=⋅⋅=⋅⋅平面几何的几个重要定理――――塞瓦定理 塞瓦定理:1:=⋅⋅∆RBARQA CQ PC BP CR BQ AP AB CA BC ABC R Q P 的充要条件是三线共点、、边上的点,则、、的分别是、、设共线点得:将上面五条式子相乘可,则有点涅劳斯定理于五组三元,应用梅,对、、的交点分别为和,和,和证:记直线的证明练习N ,M ,L ,1VNUNUM WM WL VL 1UFVFWD UD VB WB 1UE VE WC UC VA WA 1WB VBUC WC VN UN 1YM WM VF UF WA VA 1UD WD WL VL VE UE )F ,D ,B (),E ,C ,A (),N ,C ,B (),F ,M ,A (),E ,D ,L (UVW W V U CD AB AB EF CD EF 4∴=⋅⋅=⋅⋅=⋅⋅=⋅⋅=⋅⋅=⋅⋅∆MQRACPB;相交于一点点、、重合,故必与上,所以都在线段和因为=于是:,由塞瓦定理有:,于交,且直线相交于与,设再证充分性:若=以上三式相乘,得:同理:,则:相交于点、、证:先证必要性:设’’‘’‘’‘M CR BQ AP R R AB R R RB ARB R AR BR AR QA CQ PC BP R AB CM M BQ AP RB AR QA CQ PC BP RB ARQA CQ PC BP S S RB AR S S QA CQ S S S S S S PC BP M CR BQ AP BCMACMABMBCMACM ABMCMP BMP ACP ABP 111=⋅⋅=⋅⋅⋅⋅=====∆∆∆∆∆∆∆∆∆∆交于一点;:证明:三角形的中线例1交于一点;成立,即而显然有:我们只须证明,,,的中线证明:记ABC AB CBC A BA B C AC A B CB C A BA B C AC AB CBC A BA B C AC CC BB AA ABC ∆∴=⋅⋅====⋅⋅∆1,,1111111111111111111111分线交于一点;】证明:三角形的角平【练习1 高交于一点;】证明:锐角三角形的【练习2ABCP P BM AN N M BC AC L L AB C ABC ⊥∠∆,证明:的交点是和,设和足分别是的垂线,垂和作边,从于的平分线交于中,角:在锐角例2CB A1A 1B 1C CBA1A 1B 1CABCP P AN BM CK BLBCAC AL BLBCAC AL BLBCNB BK BKC BNL ACALAK AM AKC AML NBBKAK AM CNMC AKBKNB CN MC AM AN BM CK P AN BM CK ABCK ⊥∴∴=⋅=⋅=⇒∆≅∆=⇒∆≅∆=⋅==⋅⋅⊥点三线共点,且为、、理可知:依三角形的角平分线定即要证即要证明:又即要证:三线共点,依塞瓦定理、、要证点,三线共点,且为、、下证证:作1111FDAEDA ANAM BF BD AF CE CD AE FBAFEA CE DC BD P CF BE AD BFBDAF AN CE CD AE AM BF AF BD AN CE AE CD AM BDF ANF CDE AME BC MN BCAD ∠=∠∴=∴⋅=⋅∴=⋅⋅⋅=⋅===∴∆≅∆∆≅∆⊥1,,,//,根据塞瓦定理可得:共点于、、于是,可得,故三线共点;、、,证明:,且、、外有三点】已知【练习CR BN AM BCM ACN ABR CBM CAN BAR R N M ABC γβα=∠=∠=∠=∠=∠=∠∆,,3K LNMCBAFDAEDA F E AB AC CP BP AD P BC D ABC AD ∠∠∆=,则和交于、分别与、上任一点,是边上,若在的高,且是设例.3ANAM FDA EDA N M DF DE AD A =∠=∠可以转化为证明,。
平面几何-五大定理及其证明
平面几何定理及其证明梅涅劳斯定理1 .梅涅劳斯定理及其证明 定理:一条直线与 ABC 的三边AB BC CA 所在直线分别交于点 D E 、F ,且D E 、F 均证明:如图,过点C 作AB 的平行线,交EF 于点G. 因为 CG // AB ,所以 CG CF --------------------- ( 1)AD FA因为 CG // AB ,所以 EC ( 2) DB BEC F ,即得 AD C FEC FA DB EC FA2.梅涅劳斯定理的逆定理及其证明定理:在 ABC 的边AB BC 上各有一点 D E ,在边 AC 的延长线上有一点 F ,若二、 塞瓦定理3 .塞瓦定理及其证明定理:在ABC 内一点P,该点与ABC 的三个顶点相连所在的 三条直线分别交 ABCE 边AB BC CA 于点D E 、F ,且D E 、F 三点均不是 ABC不是ABC 的顶点,则有AD BECF 1DB EC由(1)宁(2) DB可得兀AD BE CF DB EC FA1,那么,D E 、F 三点共线.证明:设直线EF 交AB 于点D ,则据梅涅劳斯定理有AD /BE CF 丽EC FA因为AD Bl CF DB EC FA1,所以有誥段AB 上,所以点D 与D 重合.即得D鴿.由于点D D 都在线 E 、F 三点共线.证明:运用面积比可得 ADDB S ADP S BDPS ADC S BDC根据等比定理有S ADP S ADCSADC S ADP S APCSSBDPBDCSBDCSBDPS的顶点,则有AD BE CF “1 DB EC FA .所以AD S A PC .同理可得BE SDB S BPCAPB, CFEC S APC FA SBPCS APB三式相乘得竺吏 DB EC CF i FA 4.塞瓦定理的逆定理及其证明 定理:在 ABC 三边AB BC CA 上各有一点 H 1,那么直线CD AE BF 三线共点. DE 、F ,且 D E 、 F 均不是 ABC 的顶点,AD BE若 DB EC证明:设直线AE 与直线BF 交于点P,直线CP 交AB 于点D ,则 据塞瓦定理有 AD Z DBBE EC CA1 -1,所以有 段AB 上,所以点D 与D 重合.即得 因为竺 DB EC CF FA AD DB D DDB •由于点D D 都在线 E 、F 三点共线.三、西姆松定理 5.西姆松定理及其证明 定理:从 ABC 外接圆上任意一点 F ,则D E 、F 三点共线. 证明:如图示,连接PC ,连接EF P 向BC CA AB 或其延长线引垂线, 垂足分别为DE、交BC 于点D ,连接P D• 因为PE 因为A 、 所以, 共圆. 所以, 即 PD BC 由于过点 F D E 、 四、 6 AE,PF AF,所以A 、F 、P 、E 四点共圆,可得B 、P 、C 四点共圆,所以 FEP = BCP 即 DEP = CDP + CEP = 180°。
平面几何的几个重要的定理--梅涅劳斯定理
平面几何的几个重要的定理一、梅涅劳斯定理:定理1:若直线l 不经过 ABC 的顶点,并且与的延长线分别交于 P 、Q 、R,贝U BP CQ AR 1 PC QA RB证:设h A 、h B 、h C 分别是A 、B 、C 到直线l 的垂线的长度,贝u :BP CQ AR h B h C hu 』 1PC QA RB h C h A h B注:此定理常运用求证三角形相似的过程中的线段成比例的条件;例1:若直角 ABC 中,CK 是斜边上的高, 在AK 上,D 是AC 的中点, F 是DE 与CK的交点,证明:KF BK ——=—— FC BE KF BK ——=一 KC KE FKB CKE BF //CECE 是 ACK 的平分线, E 点BF // CE 。
证:在 则:EBC 中,作 B"分线BH EBC ACK HBC ACEHBC HCB ACE HCB 90即:BH CEEBC 为等腰三角形作BC 上的高EP,则:对丁 ACK 和三点D 、 CK EPE 、F 依梅涅劳斯定理有:CD AE KF , 1 DA EK FC匚曰KF EK CK 『是——=一 一FC AE ACEP BP BK AC BC BE依分比定理有: ABC 的三边BC 、CA 、AB 或它们【练习1从点K 引四条直线,另两条直 -一 一 、…AC和 A 1、B 1、C 1、D 1,试证: ------- 1 1 1BC线分别交这四条直线丁 A 、B 、C 、DAD BD定理2:设P 、Q 、R 分别是 ABC 的三边 BC 、CA 、AB 上或它们的延长线上的 P 、Q 、R 三点中,位于 ABC 边上的点的个数为 0或2,这时若 既 PC 三点,并且 CQ AR QA RB 1, 求证:P 、Q 、R 三点共线; 证:设直线PQ 与直线AB 交丁 R ', 丁是由定理 BP CQ AR _ __ ' PC QA R B乂 BP CQ AR PC QA RB 由丁在同一直线上的 _ ' ____ AR AR1,则:^―=—— R B RB P 、Q 、R '三点中,位丁 ABC 边上的点的个数也为 0或2,因此R 与R '或者同在AB 线段上,或者同在 AB 的延长线上; 若R 与R '同在AB 线段上,则R 与R '必定重合,不然的话, 设AR AR ', AR AR BR BR 这时AB AR AB AR ',即BR BR ',丁是可得 _ ____ ' 这与AR =竺 矛盾 BR BR 类似地可证得当 R 与R '同在AB 的延长线上时,综上可得:P 、Q 、R 三点共线; 注:此定理常用于证明三点共线的问题,且常需要多次使用 R 与R '也重合再相乘;例2点P 位丁 ABC 的外接圆上;A 1、B 1、C 1是从点P 向BC 、CA 、AB 引的垂线的垂足, 证明点A 1、B 1、 BA 1BP cos PBC CA 1 CP cos PCB CB 1 CP cos PCA AB 1 AP cos PAC AC 1AP cos PABBC 1 PB cos PBAC i 共线; 证:易得: 将上面三条式子相乘, 且 PAC PBC , PAB PCB , 十曰 BA 1 CB 1 AC 1可得 一111= 1 ,CA 1 AB 1 BC 1依梅涅劳斯定理可知 A 1、B 1、C 1三点共线;PCA PBA 180A 1C 1 A 1D 1B 1C ; :BD【练习2设不等腰 ABC 的内切圆在三边 BC 、CA 、AB 上的切点分别为 D 、E 、F,则EF 与BC , FD 与CA , DE与AB 的交点 X 、Y 、Z 在同一条 直线上;【练习&已知直线 AA i, BB i, CC i 相交于O,直线AB 和A 1B 1的交点为C 2,直线 BC 与B 1C 1的交点是 A 2,直 线AC 与A i C i 的交点是B 2,试证:A 2、B 2、C 2三点共线;【练习M 在一条直线上取点 E 、C 、A,在另一条上取点 B 、F 、D,记直线AB 和ED , CD 和AF ,CD 和AF , EF 和BC 的交点依次为 L 、M 、N,证明:L 、M 、N 共线练习i 的证明练习2的证明乂 AE AF 代人上式可得:BXXC FB =—— CE CY DC AZ EA同理口」彳寸: — —YA AFZB BD将上面三条式子相乘可 得:乳CY J i XC YA ZB 乂 X 、Y 、Z 都不在 ABC 的边上,由定理 2可得X 、Y 、 证: ABC 被直线XFE 所截,由定理 Z 三点共线 证:若AD // A i D^,结论显然成立;若AD 与A i D i 相交与点 AD LD LD BD LD 〔 A i K A i D i AK BK BQ B i K LDi L,则把梅涅劳斯定理分 LC AK A 。
四个重要定理(梅涅劳斯_塞瓦_托勒密_西姆松)
B平面几何中的四个重要定理梅涅劳斯(Menelaus)定理(梅氏线)△ABC 的三边BC 、CA 、AB 或其延长线上有点P 、Q 、R ,则P 、Q 、R 共线的充要条件是1=⋅⋅RBARQA CQ PC BP 。
塞瓦(Ceva)定理(塞瓦点)△ABC 的三边BC 、CA 、AB 上有点P 、Q 、R ,则AP 、BQ 、CR 共点的充要条件是1=⋅⋅RBARQA CQ PC BP 。
托勒密(Ptolemy)定理四边形的两对边乘积之和等于其对角线乘积的充要条件是该四边形内接于一圆。
西姆松(Simson)从一点向三角形的三边所引垂线的垂足共线的充要条件是该点落在三角形的外接圆上。
例题:1、设AD 是△ABC 的边BC 上的中线,直线CF 交AD 于F 。
求证:FBAF 2ED AE =。
【分析】CEF 截△ABD→1FABFCB DC ED AE =⋅⋅(梅氏定理) 【评注】也可以添加辅助线证明:过A 、B 、D 之一作CF 的平行线。
2、过△ABC 的重心G 的直线分别交AB 、AC 于E 、F ,交CB 于D 。
求证:1FACFEA BE =+。
【分析】连结并延长AG 交BC 于M ,则M 为BC 的中点。
DEG 截△ABM→1DB MDGM AG EA BE =⋅⋅(梅氏定理)DGF 截△ACM→1DCMDGM AG FA CF =⋅⋅(梅氏定理)∴FA CF EA BE +=MDAG )DC DB (GM ⋅+⋅=MD GM 2MD 2GM ⋅⋅=1【评注】梅氏定理3、D 、E 、F 分别在△ABC 的BC 、CA 、AB 边上,λ===EACEFB AF DC BD ,AD 、BE 、CF 交成△LMN 。
求S △【分析】【评注】梅氏定理4、以△ABC 各边为底边向外作相似的等腰△BCE 、△CAF 、△ABG 。
求证:AE 、BF 、CG 相交于一点。
【分析】【评注】塞瓦定理5、已知△ABC 中,∠B=2∠C 。
高级中学数学竞赛平面几何中的几个重要定理
平面几何中几个重要定理及其证明一、 塞瓦定理1.塞瓦定理及其证明定理:在∆ABC 内一点P ,该点与∆ABC 的三个顶点相连所在的三条直线分别交∆ABC 三边AB 、BC 、CA 于点D 、E 、F ,且D 、E 、F 三点均不是∆ABC 的顶点,则有1AD BE CFDB EC FA⋅⋅=. 证明:运用面积比可得ADCADP BDP BDCS S AD DB S S ∆∆∆∆==. 根据等比定理有ADC ADC ADP APCADP BDP BDC BDC BDP BPCS S S S S S S S S S ∆∆∆∆∆∆∆∆∆∆-===-,所以APCBPC S AD DB S ∆∆=.同理可得APB APCS BE EC S ∆∆=,BPCAPB S CF FA S ∆∆=. 三式相乘得1AD BE CFDB EC FA⋅⋅=. 注:在运用三角形的面积比时,要把握住两个三角形是“等高”还是“等底”,这样就可以产生出“边之比”.ABCD FP2.塞瓦定理的逆定理及其证明定理:在∆ABC 三边AB 、BC 、CA 上各有一点D 、E 、F ,且D 、E 、F 均不是∆ABC 的顶点,若1AD BE CFDB EC FA⋅⋅=,那么直线CD 、AE 、BF 三线共点.证明:设直线AE 与直线BF 交于点P ,直线CP 交AB 于点D /,则据塞瓦定理有//1AD BE CFD B EC FA⋅⋅=. 因为1AD BE CFDB EC FA⋅⋅=,所以有//AD AD DB D B=.由于点D 、D /都在线段AB 上,所以点D 与D /重合.即得D 、E 、F 三点共线.注:利用唯一性,采用同一法,用上塞瓦定理使命题顺利获证. 二、 梅涅劳斯定理3.梅涅劳斯定理及其证明 定理:一条直线与∆ABC 的三边AB 、BC 、CA 所在直线分别交于点D 、E 、F ,且D 、E 、F 均不是∆ABC 的顶点,则有1AD BE CFDB EC FA⨯⨯=.ABCD EFPD /ABCD EFG证明:如图,过点C 作AB 的平行线,交EF 于点G .因为CG // AB ,所以CG CFAD FA= ————(1) 因为CG // AB ,所以CG ECDB BE= ————(2) 由(1)÷(2)可得DB BE CFAD EC FA=⋅,即得1AD BE CF DB EC FA ⋅⋅=. 注:添加的辅助线CG 是证明的关键“桥梁”,两次运用相似比得出两个比例等式,再拆去“桥梁”(CG )使得命题顺利获证.4.梅涅劳斯定理的逆定理及其证明定理:在∆ABC 的边AB 、BC 上各有一点D 、E ,在边AC 的延长线上有一点F ,若1AD BE CFDB EC FA⋅⋅=, 那么,D 、E 、F 三点共线.证明:设直线EF 交AB 于点D /,则据梅涅劳斯定理有//1AD BE CFD B EC FA⋅⋅=. 因为1AD BE CF DB EC FA⋅⋅=,所以有//AD AD DB D B =.由于点D 、D /都在线段AB 上,所以点D 与D /重合.即得D 、E 、F 三点共线.注:证明方法与上面的塞瓦定理的逆定理如出一辙,注意分析其相似后面的规律.AB CDEFD /三、 托勒密定理5.托勒密定理及其证明定理:凸四边形ABCD 是某圆的内接四边形,则有 AB ·CD + BC ·AD = AC ·BD .证明:设点M 是对角线AC 与BD 的交点,在线段BD 上找一点,使得∠DAE =∠BAM .因为∠ADB =∠ACB ,即∠ADE =∠ACB ,所以∆ADE ∽∆ACB ,即得AD DEAC BC=,即AD BC AC DE ⋅=⋅ ————(1) 由于∠DAE =∠BAM ,所以∠DAM =∠BAE ,即∠DAC =∠BAE 。
平面几何中及几个重要定理
平面几何中的几个重要定理一.塞瓦定理塞瓦(G 。
Ceva 1647—1743),意大利著名数学家。
塞瓦定理 设S 为ABC ∆三边所在直线外一点,连接CS BS AS ,,分别和ABC ∆的边或三边的延长线交于R Q P ,,(如图1),则1=⋅⋅RB ARQA CQ PC BP与塞瓦定理同样重要的还有下面的定理。
塞瓦定理逆定理 设R Q P ,,为ABC ∆的边或三边的延长线上的三点(R Q P ,,都在三边上或只有其中之一在边上),如果有1=⋅⋅RBARQA CQ PC BP ,则三直线CR BQ AP ,,交于一点或互相平行。
ABCSPQRABCPQR2图ABCSPQRBACSPQR1 图例1. 如图3,P 是ABC ∆内一点,CP BP AP ,,分别与边AB CA BC ,,交于F E D ,,,过F E D ,,三点作圆,与三边交于F E D ''',,。
求证:F C E B D A ''',,交于一点。
例2.设C B A ''',,分别为ABC ∆三边AB CA BC ,,的中点,P 为C B A '''∆内一点,P C P B P A ''',,分别交B A A C C B '''''',,于N M L ,,(如图4)。
求证:CN BM AL ,,三线共点。
例3. 以ABC ∆各边为底边向外作相似的等腰三角形ABG CAF BCD ,,(如图5)。
求证CG BF AE ,,相交于一点。
3图•B 'ABCA 'L 'M 'N 'C 'MN P K 4图MNLABCFG5图二.梅涅劳斯定理Menelaus (公元98年左右),希腊数学家、天文学家,梅涅劳斯定理包含在其几何著作《球论》里。
高中数学竞赛平面几何中的几个重要定理
. 证明:运用面积比可得. 根据等比定理有
, 所以.同理可得,. 三式相乘得. 注:在运用三角形的面积比时,要把握住两个三角形是“等高”还 是“等底”,这样就可以产生出“边之比”.
又因为Q/PF =PQ/F/,即Q/PF =MQ/F/.所以有
MDF/ =MQ/F/.
这说明Q/、D、F/、M四点共圆,即得MF/Q/ =Q/DM.
因为MF/Q/ =MFP,所以MFP =Q/DM.而MFP =EDM,所以EDM =Q/DM.
这说明点Q与点Q/重合,即得PM = MQ.
此定理还可用解析法来证明: 想法:设法证明直线DE和CF在x轴上的截距互为相反数. 证:以AB所在直线为x轴,线段AB的垂直平分线为y轴建立直角坐标
பைடு நூலகம்
上.则由,得,这说明A、B、C、D四点共圆.
证法2(构造转移法)
延长DA到A/,延长DB到B/,使A、B、B/、A/四点共圆.延长DC到
C/,使得B、C、C/、B/四点共圆.(如果能证明A/、B/、C/共线,则命
题获证)
那么,据圆幂定理知A、C、C/、A/四点也 Image
共圆.
因此,,.
可得 .
另一方面,,即.
3.梅涅劳斯定理及其证明
G
定理:一条直线与ABC的三边AB、BC、CA所在直线分别交于点D、 E、F,且D、E、F均不是ABC的顶点,则有
.
证明:如图,过点C作AB的平行线,交EF于点G.
平面几何中几个重要定理的证明
证明:如图,过点C作AB的平行线,交EF于点G.
因为CG // AB,所以 ————(1)
因为CG // AB,所以 ————(2)
由(1)÷(2)可得 ,即得 .
注:添加的辅助线CG是证明的关键“桥梁”,两次运用相似比得出两个比例等式,再拆去“桥梁”(CG)使得命题顺利获证.
4.梅涅劳斯定理的逆定理及其证明
由于 DAE = BAM,所以 DAM = BAE,即 DAC = BAE。而 ABD = ACD,即 ABE = ACD,所以 ABE∽ ACD.即得
,即 ————(2)
由(1)+(2)得
.
所以AB·CD + BC·AD = AC·BD.
注:巧妙构造三角形,运用三角形之间的相似推得结论.这里的构造具有特点,不容易想到,需要认真分析题目并不断尝试.
三、托勒密定理
5.托勒密定理及其证明
定理:凸四边形ABCD是某圆的内接四边形,则有
AB·CD + BC·AD = AC·BD.
证明:设点M是对角线AC与BD的交点,在线段BD上找一点,使得 DAE = BAM.
因为 ADB= ACB,即 ADE = ACB,所以 ADE∽ ACB,即得
,即 ————(1)
五、欧拉定理
9.欧拉定理及其证明
定理:设ΔABC的重心、外心、垂心分别用字母G、O、H表示.则有G、O、H三点共线(欧拉线),且满足 .
证明(向量法):连BO并延长交圆O于点D。连接CD、AD、HC,设E为边BC的中点,连接OE和OC.则
———①
因为CD⊥BC,AH⊥BC,所以AH // CD.同理CH // DA.
另外,待定系数法在其中扮演了非常重要的角色,需注意掌握其用法.
平面几何的几个重要的定理
平面几何的几个重要的定理一、梅涅劳斯定理:1=⋅⋅=⋅⋅BAA C CBC B A h h h h h h RB AR QA CQ PC BP l C B A h h h 的垂线的长度,则:到直线、、分别是、、证:设注:此定理常运用求证三角形相似的过程中的线段成比例的条件;。
的交点,证明:与是的中点,是上,在点的平分线,是是斜边上的高,中,:若直角例CE //BF CK DE F AC D AK E ACK CE CK ABC ∠∆11PC BP R Q P AB CA BC ABC ABC l 1=⋅⋅RBARQA CQ ,则、、的延长线分别交于或它们、、的三边的顶点,并且与不经过:若直线定理∆∆CE//BF CKE FKB KE BK KC KF BE BK FC KF BE BK BC BP AC EP AC CK AE EK FC KF 1FCKFEK AE DA CD F E D ACK EPCK EP BC EBC CE BH 90HCB ACE HCB HBC ACE HBC ACKEBC BH B EBC ∴≅∴=====⋅⋅=∴⊥︒=∠+∠=∠+∠∠=∠∠=∠∠∆∆∆∆∆=依分比定理有:=即:=于是依梅涅劳斯定理有:、、和三点对于,则:上的高作为等腰三角形即:则:的平分线中,作在证:111111111111D B D A :C B C A BD AD :BC AC D C B A DC B A K 1=,试证:、、、和、、、线分别交这四条直线于引四条直线,另两条直】从点【练习注:此定理常用于证明三点共线的问题,且常需要多次使用 再相乘;共线;、、证明点引的垂线的垂足,、、向是从点、、的外接圆上;位于点例111111C B A AB CA BC P C B A ABC P .2∆三点共线;、、综上可得:也重合与的延长线上时,同在与类似地可证得当矛盾=这与于是可得即这时设必定重合,不然的话,与线段上,则同在与若的延长线上;线段上,或者同在或者同在与因此,或边上的点的个数也为三点中,位于、、由于在同一直线上的=,则:又得:,于是由定理交于与直线证:设直线R Q P R R AB R R BR AR BR AR BR AR BR AR ,BR BR ,AR AB AR AB ,AR AR R R AB R R AB AB R R 20ABC R Q P RBAR B R AR 1RB AR QA CQ 1BR AR QA CQ 1R AB PQ ''''''''''''''''''><-<->=⋅⋅=⋅⋅∆PC BP PC BP 三点共线;、、求证:,,这时若或边上的点的个数为三点中,位于、、三点,并且上或它们的延长线上的、、的三边分别是、、:设定理R Q P PC BP 20ABC R Q P AB CA BC ABC R Q P 21RBARQA CQ =⋅⋅∆∆ C BA1A 1B 1C 三点共线;、、依梅涅劳斯定理可知,=可得且将上面三条式子相乘,证:易得:111111111111111C B A 1BC AC AB CB CA BA 180PBA PCA ,PCB PAB ,PBC PAC PBA cos PB PABcos AP BC AC PAC cos AP PCAcos CP AB CB ,PCBcos CP PBCcos BP CA BA ⋅⋅︒=∠+∠∠=∠∠=∠∠⋅∠⋅-=∠⋅∠⋅-=∠⋅∠⋅-=直线上;在同一条、、的交点与,与,与,则、、上的切点分别为、、的内切圆在三边】设不等腰【练习Z Y X AB DE CA FD BC EF F E D AB CA BC ABC 2∆三点共线;、、,试证:的交点是与线,直的交点是与,直线的交点为和,直线相交于,,】已知直线【练习222211*********C B A B C A AC A C B BC C B A AB O CC BB AA 311111111111111111111111111111111111111D B D A :C B C A BD AD :BC AC 1C BD B D A C A BD BC AC AD 1LD D B K B BK BD LD 1BKKB C B LC LC BC 1LC C A K A AK AC LC 1AK KA D A LD LD AD BLB AL A L D A AD D A //AD 1==⋅⋅⋅=⋅⋅=⋅⋅=⋅⋅=⋅⋅即:得:将上面四条式子相乘可可得:和别用于,则把梅涅劳斯定理分相交与点与若,结论显然成立;证:若的证明练习∆∆三点共线、、可得的边上,由定理都不在、、又得:将上面三条式子相乘可==同理可得:=代人上式可得:又可得:所截,由定理被直线证:的证明练习Z Y X 2ABC Z Y X 1ZBAZYA CY XC BX BDEAZB AZ AF DC YA CY CEFBXC BX AF AE 1FBAFEA CE XC BX 1XFE ABC 2∆∆ =⋅⋅==⋅⋅共线、、,证明:、、的交点依次为和,和,和,和,记直线、、,在另一条上取点、、】在一条直线上取点【练习N M L N M L BC EF AF CD AF CD ED AB D F B A C E 4共线由梅涅劳斯定理可知可得:将上面的三条式子相乘应用梅涅劳斯定理有:,和,和,和们边上的点:对所得的三角形和在它的交点,和,和,和分别是直线、、证:设的证明练习222222222221111221111221111211211211111111222C ,B ,A 1BA CA CB AB AC BC 1CB AB OC CC AA OA 1BA CA OB BB CC OC 1AC BC BB OB OA AA )B ,C A (OAC ),A ,C B (OBC ),C ,B A (OAB B A AB C A AC C B BC C B A 3=⋅⋅=⋅⋅=⋅⋅=⋅⋅共线点得:将上面五条式子相乘可,则有点涅劳斯定理于五组三元,应用梅,对、、的交点分别为和,和,和证:记直线的证明练习N ,M ,L ,1VNUNUM WM WL VL 1UFVFWD UD VB WB 1UE VE WC UC VA WA 1WB VBUC WC VN UN 1YM WM VF UF WA VA 1UD WD WL VL VE UE )F ,D ,B (),E ,C ,A (),N ,C ,B (),F ,M ,A (),E ,D ,L (UVW W V U CD AB AB EF CD EF 4∴=⋅⋅=⋅⋅=⋅⋅=⋅⋅=⋅⋅=⋅⋅∆。
四个重要定理(梅涅劳斯-塞瓦-托勒密-西姆松)
P 、Q R ,则P 、Q R 共线的充要条件是聖CQ ARj 。
PC QA RBBP CQ AR PC QA RB _ °平面几何中的四个重要定理梅涅劳斯(Menelaus )定理(梅氏线)△ABC 的三边BC CA AB 或其延长线上有点塞瓦(Ceva )定理(塞瓦点)△ABC 的三边 BC CA AB 上有点 P 、Q R ,贝U AP 、BQ CR 共点的充要条件是 托勒密(Ptolemy )定理四边形的两对边乘积之和等于其对角线乘积的充要条件是该四边形内接于一圆。
西姆松(Simson )定理(西姆松线)从一点向三角形的三边所引垂线的垂足共线的充要条件是该点落在三角形的外接 圆上。
例题:PA 1设AD是MBC的边BC上的中线,直线CF交AD于F。
求证:AE 2AFED。
AE DC RF【分析】CEF截△ARCH — .— .— =1 (梅氏定理)ED CR FA【评注】也可以添加辅助线证明:过A、R、D之一作CF的平行线。
2、过△ARC的重心G的直线分别交AB AC于E、F,交CR于D。
RE CF=1。
求证:EA FADEG截A ARM H REEAAGGMMDDR(梅氏定理)DGF截△ACM H =1 (梅氏定理)FA GM DCRE CF=GM (DR DC)=GM2MDEA FA AG MD 2GM MD【评注】梅氏定理3、D E、F分别在A ARC的RC CA AR边上,RD AFDC FRCEEAAD RE、CF交成△ LMN 求S A LM N O【分析】【评注】梅氏定理4、以A ARC各边为底边向外作相似的等腰A RCE A CAF A ARG 求证:AE、RF、CG相交【分析】连结并延长AG交RC于M,则M为RC的中点。
FLEM N【评注】塞瓦定理5、已知△ABC 中,/ B=2/ G 求证:AC^AB+ABBCo【分析】过A 作BC 的平行线交△ABC 的外接圆于D,连结BD 贝 U CD=DA=AB AC=BD由托勒密定理,AC BD=ADBC+CDAB【评注】托勒密定理求证:1 1 1A !A 2=A !A 3 A !A 4。
平面几何中的几个重要定理
平面几何的著名定理1998 年,美国科学家和教育家在美国的科学年会上一致认为:21 世纪,几何学万岁. 除几何学理论广泛应用于CT 扫描、无线电、高清晰度电视等最新电子产品与最新医疗科学之外,其本身具有较强的直观效果,有助于提高学生认识事物的能力,有助于培养学生的逻辑推理能力有助于数形结合方法解题.用点、线、面可构成许许多多千姿百态的几何图形,直观的几何图形便于学生认识问题、思考问题、解决问题.如果能养成一个好习惯:“每做一道题都画一个几何图形或一幅几何示意图”,这对于理解、思考、解题都是大有益处的.在中国数学奥林匹克(CMO)的六道试题中,以及国际数学奥林匹克(IMO)的六道试题中,都至少有一道平面几何试题的存在.同样,在每年十月份进行的全国高中数学联赛加试的三道试题中,必有一道是平面几何题,占全国高中数学联赛总分300 分中的50 分,因此有人曾说:“得几何者,得一等奖”.除了在初中的课本中已经介绍的重要定理之外,在数学竞赛中,平面几何问题还要用到许多著名的定理,现择其应用较广的几个介绍如下.一.梅涅劳斯定理梅涅劳斯是古希腊的著名的几何学家,在他著名的几何著作《球论》中,他提出了“梅涅劳斯”这条著名的定理.梅涅劳斯定理:在的三边或其延长线上有点,则共线的充分必要条件是:①这里有几点需要向大家说明:1.不过顶点的直线与三角形3 边的关系有两种情况;(1)若直线与三角形的一边交于内点,则必与第二边交于内点,与第三边交于外点(延长线上的点);(2)直线与三角形的三边均交于外点,因而本题的图形有2 个.2.结论的结构是,三角形三边上6 条被截线段的比,首尾相连,组成一个比值为1 的等式3.这个结论反映了形与数的结合,是几何位置的定量描述:“三点共线”量化为比值等于“1”, 反过来式成立时,可证“ D,E,F 共线”(逆定理也成立).这里的“1”, 如果考虑到线段的方向,应为“-1 ”4.此题证明的基本想法是将6 条线段的比转化为3 条线段的连环比,能使分母相约,为此,可有多种作平行线的方法.下面提供一个不作辅助线的三角证法:证明:证法2:证法3:梅涅劳斯定理的逆定理:设分别是的边或其延长线上的点,且满足有奇数个点在延长线上,若, ②则三点共线。
平面几何中的几个重要定理
平面几何中的几个重要定理自欧几里得的《几何原本》问世以来,初等几何以其新奇、美妙、丰富、完美的内容和形式引发了历代数学家们浓厚的兴趣.许多杰出的人物为了探索几何学中的奥秘而奉献了毕生的精力,他们发现了一个又一个新的定理,推动了几何学的迅速发展.为了纪念他们,人们以他们的名字来命名他们所获得的重要成果.这些优秀成果如同璀璨的明珠照亮了几何学的历程.这里我们介绍几何学中的几个重要定理以及它们在数学竞赛解题中的应用。
一、塞瓦定理塞瓦(G .Ceva 1647—1743),意大利著名数学家.塞瓦定理 设为三边所在直线外一点,连接分别和的边或三边的S ABC ∆CS BS AS ,,ABC ∆延长线交于(如图1),则.R Q P ,,1=⋅⋅RBARQA CQ PC BP 证明 (面积法)考虑到△ABS 与△ACS 有公共底边AS ,因此它们面积之比等于分别从顶点B 、C 向底边AS所引垂线长的比,而这个比又等于BP 与PC 之比,所以有P174同理可得三式相乘,即得··=··=1ABCSPQRBACSPQR1图与塞瓦定理同样重要的还有下面的定理.塞瓦定理逆定理 设为的边或三边的延长线上的三点(都在三边R Q P ,,ABC ∆R Q P ,,上或只有其中之一在边上),如果有,则三直线交于一点或互相平行. 1=⋅⋅RBARQA CQ PC BP CR BQ AP ,, 证明 因三点P 、Q 、R 中必有一点在三角形的边上,不妨假定P 点在BC 边上。
若BQ 与CR 相交,设交点为S ,又设AS 和BC 的交点为P’,由塞瓦定理,应有··=1与已知条件中的式子比较,得=但由于点P 和P’同在BC 边上,所以P 和P ’重合,即三直线AP 、BQ 、CQ 交于一点。
P175若BQ 与CR 平行,则=.把它代入已知条件的式子中,**=1,RB AB QC AC PC BP QA CQ QCAC∴;BQ//PA 。
平面几何四大定理
平面几何四个重要定理四个重要定理:梅涅劳斯(Menelaus)定理(梅氏线)△ABC得三边BC、CA、AB或其延长线上有点P、Q、R,则P、Q、R共线得充要条件就是.塞瓦(Ceva)定理(塞瓦点)△ABC得三边BC、CA、AB上有点P、Q、R,则AP、BQ、CR共点得充要条件就是。
托勒密(Ptolemy)定理四边形得两对边乘积之与等于其对角线乘积得充要条件就是该四边形内接于一圆。
西姆松(Simson)定理(西姆松线)从一点向三角形得三边所引垂线得垂足共线得充要条件就是该点落在三角形得外接圆上。
例题:1.设AD就是△ABC得边BC上得中线,直线CF交AD于F。
求证:。
【分析】CEF截△ABD→(梅氏定理)【评注】也可以添加辅助线证明:过A、B、D之一作C F得平行线。
2.过△ABC得重心G得直线分别交AB、AC于E、F,交CB于D。
求证:。
【分析】连结并延长AG交BC于M,则M为BC得中点。
DEG截△ABM→(梅氏定理)DGF截△ACM→(梅氏定理)∴===1【评注】梅氏定理3.D、E、F分别在△ABC得BC、CA、AB边上,,AD、BE、CF交成△LMN。
求S△LMN。
【分析】【评注】梅氏定理4.以△ABC各边为底边向外作相似得等腰△BCE、△CAF、△ABG。
求证:AE、BF、CG相交于一点。
【分析】【评注】塞瓦定理5.已知△ABC中,∠B=2∠C。
求证:AC2=AB2+AB·BC。
【分析】过A作BC得平行线交△ABC得外接圆于D,连结BD。
则CD=DA=AB,AC=BD。
由托勒密定理,AC·BD=AD·BC+CD·AB。
【评注】托勒密定理6.已知正七边形A1A2A3A4A5A6A7.求证:。
(第21届全苏数学竞赛)【分析】【评注】托勒密定理7.△ABC得BC边上得高AD得延长线交外接圆于P,作PE⊥AB于E,延长ED交AC延长线于F.求证:BC·EF=BF·CE+BE·CF。
平面几何中的几个重要定理.doc
S 二 CASS.1CBS=1平面几何中的几个重要定理自欧几里得的《几何原本》问世以来,初等几何以其新奇、美妙、丰富、完美的内容 和形式引发了历代数学家们浓厚的兴趣.许多杰出的人物为了探索几何学中的奥秘而奉献了 毕生的精力,他们发现了一个又一个新的定理,推动了几何学的迅速发展.为了纪念他们, 人们以他们的名字来命名他们所获得的重要成果.这些优秀成果如同璀璨的明珠照亮了儿何 学的历程.这里我们介绍儿何学中的儿个重要定理以及它们在数学竞赛解题中的应用。
一、塞瓦定理塞瓦(G. Ceva 1647—1743),意大利著名数学家.塞瓦定理 设S 为A/WC 三边所在直线外一点,连接AS,BS,CS 分别和\ABC 的边或三边的 延长线交于P,Q,R (如图1),则 竺.丝.坐=1.PC QA RB证明 (面积法)考虑到ACS 有公共底边AS,因此它们面积之比等于分别从顶点 B 、C 向底边AS 所引垂线长的比,而这个比乂等于BP 与PC 之比,所以有P174BP _ S^ABS PC Smcs同理可得CQ _ S 〉BCS QA S^BAS AR S^CAS . RB S^CBS三式相乘,即得BP . £Q . AR S 二A 〉- . S 隽usPC QA RB S iACS S^BASA平行.点或互相与塞瓦定理同样重要的还有下面的定理.塞瓦定理逆定理 设P,Q,R 为AABC 的边或三边的延长线上的三点(P,0R 都在三边证明 因三点P 、Q 、R 中必有一点在三角形的边上,不妨假定P 点在BC 边上。
若BQ 与CR 相交,设交点为S,又设AS 和BC 的交点为P',由塞瓦定理,应有BP CQ AR_ PC # QA # RB"1与已知条件中的式子比较,得BP BP , PC"PrC但由于点P 和P'同在BC 边上,所以P 和P'重合,即三直线AP 、BQ 、CQ 交于一点。
平面几何的26个定理
ED C B A 高一数学竞赛班二试讲义第1讲 平面几何中的26个定理班级一、知识点金 1. 梅涅劳斯定理:假设直线l 不经过ABC ∆的顶点,并且与ABC ∆的三边,,BC CA AB 或它们的延长线分别交于,,P Q R ,则1BP CQ AR PC QA RB⋅⋅= 注:梅涅劳斯定理的逆定理也成立〔用同一法证明〕2. 塞瓦定理: 设,,P Q R 分别是ABC ∆的三边,,BC CA AB 或它们的延长线上的点,假设,,AP BQ CR 三线共点,则1BP CQ AR PC QA RB⋅⋅= 注:塞瓦定理的逆定理也成立3. 托勒密定理:在四边形ABCD 中,有AB CD BC AD AC BD ⋅+⋅≥⋅,并且当且仅当四边形ABCD 内接于圆时,等式成立。
()ABCD E BAE CAD ABE ACDAB BE ABE ACD AB CD AC BE AC CDAB AE BAC EAD ABC AED AC ADBC ED AD BC AC ED AC ADAB CD AD BC AC BE ED AB CD AD BC AC BD E BD A B C D ∠=∠∠=∠∆∆∴=⇒⋅=⋅=∠=∠∴∆∆∴=⇒⋅=⋅∴⋅+⋅=⋅+∴⋅+⋅≥⋅证:在四边形内取点,使,则:和相似又且和相似且等号当且仅当在上时成立,即当且仅当、、、四点共圆时成立;注:托勒密定理的逆定理也成立4. 西姆松定理:假设从ABC ∆外接圆上一点P 作,,BC AB CA 的垂线,垂足分别为,,D E F ,则,,D E F 三点共线。
西姆松定理的逆定理:从一点P 作,,BC AB CA 的垂线,垂足分别为,,D E F 。
假设,,D E F 三点共线,则点P 在ABC ∆的外接圆上。
5. 蝴蝶定理:圆O 中的弦PQ 的中点M ,过点M 任作两弦AB ,CD ,弦AD 与BC 分别交PQ 于X ,Y ,则M 为XY 之中点。
平面几何四大神奇定理
实用标准文案平面几何四个重要定理四个重要定理:梅涅劳斯(Menelaus)定理(梅氏线)△ABC 的三边BC 、CA 、AB 或其延长线上有点P 、Q 、R ,则P 、Q 、R 共线的充要条件是1RBARQA CQ PC BP =⋅⋅。
塞瓦(Ceva)定理(塞瓦点)△ABC 的三边BC 、CA 、AB 上有点P 、Q 、R ,则AP 、BQ 、CR 共点的充要条件是1RBARQA CQ PC BP =⋅⋅。
托勒密(Ptolemy)定理四边形的两对边乘积之和等于其对角线乘积的充要条件是该四边形内接于一圆。
西姆松(Simson)定理(西姆松线)该点落在三角形的外接圆上。
例题:1. 设AD 是△ABC 的边BC 上的中线,直线CF 交AD 于F 。
求证:FBAF2ED AE =。
【分析】CEF 截△ABD→1FABF CB DC ED AE =⋅⋅(梅氏定理)【评注】也可以添加辅助线证明:过A 、B 、D 之一作CF 的平行线。
2. 过△ABC 的重心G 的直线分别交AB 、AC 于E 、F ,交CB 于D 。
DEG 截△ABM→1DB MDGM AG EA BE =⋅⋅(梅氏定理)DGF 截△ACM →1DCMDGM AG FA CF =⋅⋅(梅氏定理)∴FA CF EA BE +=MDAG )DC DB (GM ⋅+⋅=MD GM 2MD2GM ⋅⋅=1 【评注】梅氏定理3. D 、E 、F 分别在△ABC 的BC 、CA 、AB 边上,λ===EACEFB AF DC BD ,AD 、BE 、CF 交成△LMN 。
求S △LMN 。
【分析】【评注】梅氏定理4. 以△ABC 各边为底边向外作相似的等腰△BCE 、△CAF 、△ABG 。
求证:AE 、BF 、CG 相交于一点。
【分析】【评注】塞瓦定理5. 已知△ABC 中,∠B=2∠C 。
求证:AC 2=AB 2+AB ·BC 。
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平面几何的几个重要的定理(一)
梅涅劳斯定理
一、基础知识
梅涅劳斯定理 若直线l 不经过△ABC 的顶点,并且与△ABC 的三边BC 、CA 、AB 或它们
的延长线分别交于P 、Q 、R ,则1BP CQ AR PC QA RB ⋅⋅= 梅涅劳斯定理的逆定理 设P 、Q 、R 分别是△ABC 的三边BC 、CA 、AB 或它们的延长线
上的三点(并且P 、Q 、R 三点中,位于△ABC 边上的点的个数为
0或2),若1BP CQ AR PC QA RB ⋅⋅=,则P 、Q 、R 三点共线.
由和分比定理可得
R R '∴与重合 ∴P 、Q 、R 三点共线
二、典型例题与基本方法
1. 恰当地选择三角形及其截线(或作出截线),是应用梅涅劳斯定理的关键
例1 如图,在四边形ABCD 中,△ABD 、△BCD 、△ABC 的面积之比是3∶4∶1,点M 、N 分别在AC 、CD 上,满足AM ∶AC =CN ∶CD ,且B 、M 、N 三点共线.求证:M 与N 分别是AC 和CD 的中点.
A B
C D
M N
1A B C C B A C A B
h h h A B C l h h h BP CQ AR PC QA RB h h h ⋅⋅=⋅⋅=证:设、、分别是、、到直线的垂线的长度,则:BP 1PC CQ AR PQ AB R QA R B ''⋅⋅='证:设直线与直线交于,于是由梅氏定理得:BP 1PC CQ AR AR AR QA RB R B RB '⋅⋅='又,则:=AR AR AB AB
'=
2. 梅涅劳斯定理的逆用(逆定理的应用)与迭用,是灵活应用梅氏定理的一种方法 例2 点P 位于△ABC 的外接圆上,111A B C 、、是从点P 向BC 、CA 、AB 引的垂线的垂足,
证明点111A B C 、、共线.
三、解题思维策略分析
1. 寻求线段倍分的一座桥梁
例3 △ABC 是等腰三角形,AB=AC ,M 是BC 的中点;O 是AM 延长线上的一点,使得
OB ⊥AB ; Q 为线段BC 上不同于B 和C 的任意一点,E 、F 分别在直线AB 、AC 上使得E 、Q 、F 是不同的和共线的.求证:
(1)若OQ EF ⊥,则QE QF =;(2)若QE QF =,则OQ EF ⊥.
111111*********|cos |,|cos |
|cos ||cos ||cos ||cos |,,1801BA BP PBC CA CP PCB CB CP PCA AB AP PAC AC AP PAB BC PB PBA PAC PBC PAB PCB PCA PBA BA CB AC CA AB BC A B C ⋅∠=⋅∠⋅∠=⋅∠⋅∠=⋅∠∠=∠∠=∠∠+∠=︒⋅⋅证:易得:将上面三个式子相乘,且可得=依梅涅劳斯定理可知、、三点共线.
2. 导出线段比例式的重要途径
例4 直角△ABC 中,CK 是斜边上的高,CE 是∠ACK 的平分线,E 点在AK 上,D 是AC
的中点,F 是DE 与CK 的交点. 求证://BF CE .
3. 论证点共线的重要方法
例5 设不等腰△ABC 的内切圆在三边BC CA AB 、、上的切点分别为D E F 、、,证明:
EF 与CB ,FD 与AC ,ED 与AB 的交点X Y Z 、、在同一条直线上.
X Y Z ABC X Y Z ∆又、、都不在的边上,由梅氏定理的逆定理可得、、三点共线 例6 如图,△ABC 的内切圆分别切三边BC 、CA 、AB 于点D 、E 、F ,点X 是△ABC 的一
个内点,△XBC 的内切圆也在点D 处与BC 边相切,并与CX 、XB 分别相切于点Y 、 Z. 证明:EFZY 是圆内接四边形.
11BX CE AF ABC XFE XC EA FB ∆⋅⋅=证:被直线所截,由定理可得:BX FB AE AF XC CE
=又代人上式可得:=CY DC AZ EA YA AF ZB BD
同理可得:==1BX CY AZ XC YA ZB
⋅⋅=将上面三条式子相乘可得:。