正三角形的黄金梅涅劳斯线
如图,直线 $l$ 交正三角形△ABC三边所在直线于D, E, F,其中E, F为所在边的黄金分割点,所以直线DEF称为△ABC的一条黄金梅涅劳斯线。我们提一个发散性的问题:请研究发现正三角形中黄金梅涅劳斯线的美妙特性。
比如:
【性质1】C是BD的黄金分割点。
证:这是由梅涅劳斯定理和黄金分割比$(sqrt5-1)/2$(以下记为Ω)的性质所决定的。
不妨置正三角形△ABC的边长为1,则$AE=BF=Ω, AF=CE=Ω^2$
由梅涅劳斯定理可得 ${DC}/{DB}=Ω^2$, 所以${DC}/{CB}={DC}/(DB-DC)={Ω^2}/{1-Ω^2}=Ω$
【性质2】E是DF的黄金分割点。
证:由于C是BD的黄金分割点,F是AB的黄金分割点,按性质1知AC是△BDF的黄金梅涅劳斯线。
【推论1】上述完全四线形中任何一条直线都是剩余三线形的黄金梅涅劳斯线。
性质1和性质2更坐实了直线DEF的黄金梅涅劳斯线之名。 黄金分割的性质在球面等边三角形上也成立 两个内容相关的帖子:
Sejfried定理
正三角形的一种面积四等分图 1、将正三角形△ABC的中心三角形△DEF的三条边视为一条封闭折线Z,定义3个“透视”:
$ρ_A$=以 A 为“透视”中心,将 EF 段点列透射到 Z 的剩余段(即折线E-D-F);
$ρ_B$=以 B 为“透视”中心,将 FD 段点列透射到 Z 的剩余段;
$ρ_C$=以 C 为“透视”中心,将 DE 段点列透射到 Z 的剩余段。
如图,红线是$ρ_Aρ_Bρ_C(X)=X$的一个闭合环。
2、以△ABC的内切圆代替上述封闭折线 Z 重新定义3个“透视”,
如图,蓝线是相应的闭合环(反向)。
奇妙的是:
1、红色闭合环IJK内接于蓝色闭合环GHI。
2、各色线都呈黄金分割比。
(所以红线是△DEF的,也是△GHI的黄金梅列劳斯线)
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