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[原创] 孩子设想的,貌似简单我没做出的平面几何题

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发表于 2010-5-18 01:48:53 | 显示全部楼层 |阅读模式

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正方形ABCD,E、F、G、H分别在AB、BC、CD、DA四条边上,AE=BF=CG=DH,则显然EFGH也是正方形。这是一道初中题目。 问题来了:如果四边形ABCD,只知道AE=BF=CG=DH,且EFGH是正方形,试证明ABCD为正方形。 也就是前面那个命题的逆命题。
毋因群疑而阻独见  毋任己意而废人言
毋私小惠而伤大体  毋借公论以快私情
发表于 2010-5-18 08:07:00 | 显示全部楼层
我来试证明一下: 设角AEH为X度,由于角FEH=90度,则角BEF=180-90-x=90-x度 则角EBF=180-(90-x)-x=90度 同理可证角EAH,HDG,FCG也为90度 所以四边形ABCD为正方形 这样不知道是不是不可以,呵呵
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发表于 2010-5-18 08:28:17 | 显示全部楼层
第3行理由不充分:并没有任何说明∠EFB=∠AEH=X°
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发表于 2010-5-18 08:58:16 | 显示全部楼层
这个题目看起来同百度数学吧的一道题目类似,只是这里是正方形,那里是三角形 http://tieba.baidu.com/f?kz=773094990
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发表于 2010-5-18 09:41:53 | 显示全部楼层
无论正三角形还是正方形,逆命题都比较难证。 我给出一个思路,仍以当前楼主的题目为讨论对象: 将已知的正方形EFGH固定下来(边长a及位置均固定),设AE=BF=CG=DH=b, 我们只要证对于任意的(a,b),这样的四边形ABCD要么不存在,要么是唯一即可(唯一时显然必为正方形)。 过点E作直线,截取AE=b,其中∠AEH=θ, 连结AH并延长至点D,使DH=b, 连结DG并延长至点C,使CG=b, 连结CF并延长交直线AE于点B, 计算出此时的BF=f(a,b,θ)(表达式中含a、b、θ), 令f(a,b,θ)=b,解得角度θ,看有几种可能。 以上思路有点解析证明的味道,会比较繁琐。
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发表于 2010-5-18 10:00:56 | 显示全部楼层
关于这个题目,可以通过计算证明不可能,不过非常复杂。 如图,左边假设存在非正方形。而其中AE=BF=CG=DH。 正方形EFGH中心为O,将图形绕O顺时针旋转90度,那么EF的像将同HE重合。 而B的像和A到E点距离相同,我们得到如右边的图形。 g.GIF 为了方便起见,我们记|EF|=a,|BF|=r 角AEH为t,角BFE为s 那么在三角形BFE中,角BEF为${pi}/2-t$,角FBE为$pi/2+t-s$ 于是根据正弦定理,我们得到 ${cos(t)}/r={cos(s-t)}/a$
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发表于 2010-5-18 10:25:37 | 显示全部楼层
现在我们可以记4个角AEH,BFE,CGF,DGH分别为$t_1,t_2,t_3,t_4$,注意这四个角都是锐角。 我们得到 ${cos(t_1-t_2)}/{cos(t_1)}={cos(t_2-t_3)}/{cos(t_2)}={cos(t_3-t_4)}/{cos(t_3)}={cos(t_4-t_1)}/{cos(t_4)}=a/r=u$ 不妨设$t_1,t_2,t_3,t_4$中$t_4$最小,那么$01$, 由于$cos(t_i-t_{i+1})=u*cos(t_i)$得到$0=0$ 即 $cos(t_3)>=1/u$ 于是我们得到必须$cos(t_3)=1/u$,由此可以计算出$cos(t_4)=1/u$等等
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发表于 2010-5-31 14:00:47 | 显示全部楼层
设角A为钝角则BF=r=AE
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发表于 2011-10-28 22:08:38 | 显示全部楼层
mathe,LZ的结论是成立的
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发表于 2011-10-28 22:09:31 | 显示全部楼层
可以证明它是正方形
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