【#文档大全网# 导语】以下是®文档大全网的小编为您整理的《高中数学竞赛平面几何的几个重要定理——梅涅劳斯定理》,欢迎阅读!
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BC、CA、AB或它们的延长线分别交于P、Q、R,则
BPCQAR1PCQARB
证:设hA、hB、hC分别是A、B、C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;
例1:若直角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, 证明:BF//CE。
证:在EBC中,作B的平分线BH则:EBCACK
HBCACE,HBCHCBACEHCB90
即:BHCEEBC为等腰三角形作BC上的高EP,则:CKEP
CDAEKF
对于ACK和三点D、E、F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P、Q、R分别是ABC的三边BC、CA、AB上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,这时若
BPCQAR1,PCQARB
求证:P、Q、R三点共线;
证:设直线PQ与直线AB交于R',于是由定理1得:BPCQAR'
'1又PCQARB
BPCQARAR'AR1,则:'=PCQARBRBRB
由于在同一直线上的P、Q、R'三点中,位于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ARAR',
ARAR'ARAR'''
这时ABARABAR,即BRBR,于是可得这与='矛盾'
BRBRBRBR
''
类似地可证得当R与R同在AB的延长线上时,R与R也重合
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 再相乘;
例2.点P位于ABC的外接圆上;A1、B1、C1是从点P向BC、CA、AB引的垂线的垂足,证明点A1、B1、C1共线;
BABPcosPBC
证:易得:1,
CA1CPcosPCBCB1CPcosPCA,AB1APcosPAC将上面三条式子相乘,且
AC1APcosPAB
BC1PBcosPBA
C1
B
A
A1
C
B1
PACPBC,PABPCB,PCAPBA180
BACBAC1
可得11=1,依梅涅劳斯定理可知A1、B1、C1三点共线;
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A、B、C、D
ADACADAC
和A1、B1、C1、D1,试证::11:11
BCBDB1C1B1D1
【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3】已知直线AA1,BB1,CC1相交于O,直线AB和
A1B1的交点为C2,直线BC与B1C1的交点是A2,直
线AC与A1C1的交点是B2,试证:A2、B2、C2三点共线;
【练习4】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1的证明
证:若AD//A1D1,结论显然成立;
若AD与A1D1相交与点L,则把梅涅劳斯定理分别用于A1AL和B1BL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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