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Jun-11-2008

Think Outside the Triangle

Posted by Charlesgao ---> 几何学(Geometry)

对于任意一个三角形ABC,D是A到BC的垂足,过D做AC的垂线交AC于E。F是DE上任意一点。如下图:

证明:AF垂直于BE当且仅当FE/FD=BD/DC
这是1971年六月Mathematics Magazine上发布的一个题目。题目发出后,得到了许多解答。有用解析几何的,有用投影的,有用向量的等等。这些证明都比较复杂,其实有一个非常简单的初等证明,真是”think outside the box”的一个很好的例子。
证明:

过B做DE的垂线交DE于G,如上图所示。很显然三角形BDG与DAE相似。所以我们有BG/DG=DE/AE和EG/DG = CB/DB。而且AEF与EGB相似当且仅当AF垂直于BE,这是我们有EG/BG = AE/FE,所以
(BG/DG)*(EG/BG)=(DE/AE)*(AE/FE),消去BG和AE我们得到EG/DG=DE/FE。又根据前面的EG/DG = CB/DB,得到DE/FE=CB/DB,也就等价于FE/FD=BD/DC。
很简单漂亮的证明。思维定势是我们最大的敌人。

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  1. McCast

    有关相似三角形的证明总能让我头晕脑胀,不过证明确实很漂亮,是你原创的吗?

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  2. Earthson

    博主有兴趣的话,我这里有一个我最近得到的九点圆的一个推广——一类四面体的12点共球,是九点圆的一个推广。具体是对棱分别垂直的四面体,各棱中点,各棱上的垂足(相对于四面体的另两个顶点),共12点共球,比九点圆简洁的多,九点圆只是一个顶点被压入所对面后的一个退化,6个垂足退化为3个(出现了重合)

    [Reply]

我来说两句: