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[提问] 请用纯几何方法证明 FB=FN

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发表于 2023-4-14 20:15:15 | 显示全部楼层 |阅读模式

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本帖最后由 TSC999 于 2023-4-14 20:35 编辑

几何题.png

上图中,\(O\) 和 \(I\) 分别是 \(△ABC \)的外心和内心,\(D、E\) 是 \(△ABC\) 的角 \(B\)、角 \(C\) 平分线与对边的交点。
\(DE\) 延长线与外接圆交于 \(F\) 点。\(BD\) 的延长线与外接圆交于 \(G\) 点,\(GF\) 与 \(AC\) 交于 \(H\)。作 \(HN // CF\) 并与 \(AF\)
交于 \(N\) 点。求证  \(FB = FN\)。
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 2023-4-19 00:56:27 | 显示全部楼层
令BC=a,CA=b,AB=c。
延长ED交圆O于K,交BC于J;令FE=x,ED=y,DK=z,KJ=w。
易知FG平分∠CFA,故FN/FA=CH/CA=FC/(FC+FA),故FN=FA*FC/(FC+FA)。
要证FB=FN,即证FB=FA*FC/(FC+FA),即证FB/FA+FB/FC=1。
FB/FC=sin∠FCB/sin∠FBC=sin∠FAB/sin∠FAC=(2S△AFE/(AF*AE))/(2S△AFD/(AF*AD))=S△AFE/S△AFD*AD/AE,
S△AFE/S△AFD=FE/FD=x/(x+y),
由I是内心,知AE=b*c/(a+b),AD=b*c/(a+c),
故FB/FC=x/(x+y)*(a+b)/(a+c),
FB/FA=sin∠FAB/sin∠FBA=sin∠FCB/sin∠FCA=sin∠FCJ/sin∠FCA=(2S△CFJ/(CF*CJ))/(2S△CFD/(CF*CD))=S△CFJ/S△CFD*CD/CJ,
S△CFJ/S△CFD=(x+y+z+w)/(x+y),
CD=a*b/(a+c),
△ABC被直线EDJ所截,由梅涅劳斯定理有:AE/EB*BJ/JC*CD/DA=1,即b/a*(a+CJ)/CJ*a/c=1,得CJ=a*b/(c-b),
故FB/FA=(x+y+z+w)/(x+y)*(c-b)/(a+c),
证FB/FA+FB/FC=1,即证:(x+y+z+w)/(x+y)*(c-b)/(a+c)+x/(x+y)*(a+b)/(a+c)=1,
化简即证:y/(z+w)=(c-b)/(a+b),
△EJB被直线ADC所截,由梅涅劳斯定理有:ED/DJ*JC/CB*BA/AE=1,即y/(z+w)*b/(c-b)*(a+b)/b=1,即y/(z+w)=(c-b)/(a+b)。
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
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