高中数学竞赛平面几何的几个重要定理——梅涅劳斯定理

2023-04-09 23:09:14   文档大全网     [ 字体: ] [ 阅读: ]

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梅涅劳斯定理:

定理1:若直线l不经过ABC的顶点,并且与ABC的三边BCCAAB或它们的延长线分别交于PQR,则



BPCQAR1PCQARB

证:设hAhBhC分别是ABC到直线l的垂线的长度,则:

BPCQARhBhChA

1PCQARBhChAhB

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;

1:若直角ABC中,CK是斜边上的高,CEACK的平分线,E点在AK上,DAC的中点,FDECK的交点, 证明:BF//CE

证:EBC中,作B的平分线BH则:EBCACK

HBCACE,HBCHCBACEHCB90

即:BHCEEBC为等腰三角形BC上的高EP,则:CKEP

CDAEKF

对于ACK和三点DEF依梅涅劳斯定理有:1 DAEKFC

KFEKCKEPBPBKKFBK于是即:

FCAEACACBCBEFCBE

KFBK

依分比定理有:FKBCKEBF//CE

KCKE

定理2:设PQR分别是ABC的三边BCCAAB上或它们的延长线上的三点,并且PQR三点中,位于ABC边上的点的个数为02,这时若

BPCQAR1PCQARB

求证:PQR三点共线;



证:设直线PQ与直线AB交于R',于是由定理1得:BPCQAR'

'1PCQARB

BPCQARAR'AR1,则:'PCQARBRBRB

由于在同一直线上的PQR'三点中,位于ABC边上的点的个数也为02因此RR'或者同在AB线段上,或者同在AB的延长线上;

RR'同在AB线段上,则RR'必定重合,不然的话,设ARAR',

ARAR'ARAR'''

这时ABARABAR,BRBR,于是可得这与'矛盾'

BRBRBRBR

''

类似地可证得当RR同在AB的延长线上时,RR也重合

综上可得:PQR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 再相乘;


2.P位于ABC的外接圆上;A1B1C1是从点PBCCAAB引的垂线的垂足,证明点A1B1C1共线;



BABPcosPBC

证:易得:1,

CA1CPcosPCBCB1CPcosPCA,AB1APcosPAC将上面三条式子相乘,

AC1APcosPAB

BC1PBcosPBA

C1

B

A

A1



C

B1

PACPBC,PABPCB,PCAPBA180

BACBAC1

可得111,依梅涅劳斯定理可知A1B1C1三点共线;

CA1AB1BC1

【练习】从点1K引四条直线,另两条直线分别交这四条直线于ABCD

ADACADAC

A1B1C1D1,试证::11:11

BCBDB1C1B1D1

【练习2】设不等腰ABC的内切圆在三边BCCAAB的切点分别为DEF,则EFBCFDCADEAB 的交点XYZ在同一条直线上;

【练习3】已知直线AA1BB1CC1相交于O,直线AB

A1B1的交点为C2,直线BCB1C1的交点是A2,直



线ACA1C1的交点是B2,试证:A2B2C2三点共线;

【练习4】在一条直线上取点ECA,在另一条上取BFD,记直线ABEDCDAFCDAFEFBC的交点依次为LMN,证明:LMN共线





练习1的证明

证:若AD//A1D1,结论显然成立;

ADA1D1相交与点L,则把梅涅劳斯定理分别用于A1ALB1BL可得:ADLD1A1KLCAKA1C1BCLC1B1K

111LDA1D1AKACA1KLC1LCB1C1BKLDBKB1D1

1BDB1KLD1

ADBCA1C1B1D1

将上面四条式子相乘可得:1

ACBDA1D1B1C1ACADA1C1A1D1即:::

BCBDB1C1B1D1




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