三角形三條X線交於一點的證明

2021-05-05 17:32:11 字數 1921 閱讀 1751

證法一:運用同一法證三條高兩兩相交的交點是同一點。

已知:△abc的兩條高be、cf相交於點o,第三條高ad交高bd於點q,交高cf於點p。

求證:p、q、o三點重合

證明:如圖,∵be⊥ac,cf⊥ab

∴∠aeb = ∠afc = 90°

又∵∠bae = ∠caf

∴△abe ∽ △acf

∴,即ab·af = ac·ae

又∵ad⊥bc

∴△aeq ∽ △adc,△afp ∽ △adb

∴, 即ac·ae = ad·aq,ab·af = ad·ap

∵ab·af = ac·ae,ac·ae = ad·aq,ab·af = ad·ap

∴ad·aq = ad·ap

∴aq = ap

∵點q、p都**段ad上

∴點q、p重合

∴ad與be、ad與cf交於同一點

∵兩條不平行的直線只有乙個交點

∴be與cf也交於此點

∴點q、p、o重合。

證法二:鏈結一頂點和兩高交點的線垂直於第三邊,用四點共圓性質。

已知:△abc的兩條高ad、be相交於點o,第三條高cf交高ab於點f,鏈結co交ab於點f。

求證:cf⊥ab。

證明:∵ad⊥bc於e,be⊥ac於e

∴a、b、d、e四點共圓

∴∠1=∠abe

同理∠2=∠1

∴∠2=∠abe

∵∠abe+∠bac=90°,

∴∠2+∠bac=90°

即cf⊥ab。

注:證法一和證法二是證明共點線的常用方法。

證法三:證兩條高的交點在第三條高線上,建立直角座標系運用代數方法證明。

證明:如圖6,以直線bc為x軸,高ad為y軸,建立直角座標系,設a(0 , a) , b(b , 0) , c(c , 0),由兩條直線垂直的條件

則三條高的直線方程分別為:

解(2)和(3)得 ∴

這說明be和cf得交點在ad上,所以三角形的三條高相交於一點。

注:有時候考慮直角座標系這一有力的數形結合工具可以有效地解決問題。

證法四:轉化為證明另乙個三角形的三條中垂線(或中線)交於一點。

已知:ad、be、cf是△abc的三條高。

求證:ad、be、cf相交於一點。

證明:過點a、b、c分別作bc、ac、ab的平行線ml、mn、nl

am∥bc,mb∥ac

四邊形ambc是平行四邊形

am=bc

同理,al=bc

am=al

ad⊥ml

∴ad是ml的垂直平分線

同理,be、cf分別是mn、nl的垂直平分線

而三角形的三條垂直平分線相交於一點

ad、be、cf相交於一點。

注:三角形的三條中線(可中垂線、角平分線)相交於一點,這事實學生容易理解,也不難證明,把證明三角形的三條垂線相交於一點的問題轉化為另一三角形的三條中線(中垂線)相交於一點,這種化陌生為熟悉、化難為易的轉化方法必須讓學生理解掌握。

證法五:運用錫瓦(ceva)定理證明。

已知:ad、be、cf是△abc的三條高。

求證:ad、be、cf相交於一點。

證明:如圖,∵ad⊥bc於e,be⊥ac於e

∴△abd ∽ △cbf

1)同理,由△adc ∽ △bec得

2)由△afc ∽ △aeb

3)三式相乘得

即∴ad、be、cf相交於一點。

注:錫瓦定理是證明共點線的有力工具,雖然中學不作要求,但對於學有餘力的學生不妨引導他們自己研究,激發他們的學習興趣。

錫瓦定理可以用梅涅勞(menelaus)定理證明,而梅涅勞定理可以由平行線分線段成比例定理輕鬆得到。在適當情況下適當的啟發有利於學生思維的擴散,有利於培養學生的創新能力。

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