hujunhua 发表于 2023-7-16 23:37:50

三角形中三联等圆交于外心

如图,点D,E,F位于△ABC三边上,O位于三角形内,AEOF、BFOD、CDOE皆四点共圆,并且三个圆一样大。
求证:O 必是△ABC的外心。

nyy 发表于 2023-7-17 08:37:00

看起来不错,我一点都不会证明!

nyy 发表于 2023-7-17 14:51:51

这个圆的直径是由abc三边确定的唯一解吗?

nyy 发表于 2023-7-18 09:06:32

几何瑰宝这本书上有这个题目吗?
不知道能否机械证明这个题目。
反正我对这题一点思路都没有,你能颠簸一下我吗?
我感觉这个结论还是很漂亮的

hejoseph 发表于 2023-7-18 10:37:02


由\[
\frac{EF}{\sin A}=\frac{FD}{\sin B}=\frac{DE}{\sin C}
\]可得 $\triangle ABC$ 与 $\triangle DEF$ 是相似的。
\begin{align*}
\angle BOC &=\angle BAC+(\angle OBA+\angle OCA)\\
&=\angle BAC+(\angle ODF+\angle ODE)\\
&=\angle BAC+\angle BAC\\
&=2\angle BAC
\end{align*}
同理可得\[
\angle COA=2\angle ABC,\angle AOB=2\angle BCA
\]因此点 $O$ 是两段含定圆周角的圆弧的交点,并且这个点若存在则是唯一存在的。容易验证三角形的外心满足条件。

hujunhua 发表于 2023-7-18 12:37:42

由3个四点共圆知图中所标三个角相等。
既然三圆大小相等,必有等角对等弦,所以OA=OB=OC。

hujunhua 发表于 2023-7-18 14:44:50

由于外心O在△ABC的内部,所以△ABC是个锐角三角形。
那么△DEF也是锐角三角形。
容易证明:O是锐角三角形△DEF的垂心。

当O是△ABC的垂心时(这得删除“并且三个圆一样大”),O便是△DEF的内心。
当O是△ABC的内心时(也得删除“并且三个圆一样大”),O便是△DEF的外心。
嘿,形成了一个三阶循环。

问:删除“并且三个圆一样大”,当O是三角形ABC内的一个什么点时,它也是△DEF的这种点?

nyy 发表于 2023-7-19 08:35:03

hujunhua 发表于 2023-7-18 14:44
由于外心O在△ABC的内部,所以△ABC是个锐角三角形。
那么△DEF也是锐角三角形。
容易证明:O是锐角三角 ...

如果三边长度等于abc,那么这三个圆的半径的公式为?

hejoseph 发表于 2023-7-20 09:09:01

其实不需要限制点 $O$ 在 $\triangle ABC$ 内,点 $D$、$E$、$F$ 也不需要限制在边内,只需要三圆是等圆即可得到点 $O$ 是 $\triangle ABC$ 的外心。

hejoseph 发表于 2023-7-21 11:36:35

类推一个作图题目:

已知 △ABC 以及三个角α、β、γ,其中 α+β+γ=π,求作一点 P,使其到直线 BC、CA、AB 的垂足D、E、F满足 ∠FDE=α,∠DEF=β, ∠EFD=γ。
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