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平面上共圆的5个点,任取其中3点组成三角形,过其重心作另外两点连线的垂线,共有10条.则这10线交于一点.

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:数学作业 时间:2024/07/07 15:36:10
平面上共圆的5个点,任取其中3点组成三角形,过其重心作另外两点连线的垂线,共有10条.则这10线交于一点.
那么请验证以下两个结论是否成立?
一,
平面上共圆的5个点,任取其中3点组成三角形,过其垂心作另外两点连线的垂线,共有10条.则这10线交于一点.
二,
平面上共圆的5个点,任取其中3点组成三角形,过其内心作另外两点连线的垂线,共有10条.则这10线交于一点.
要证明过程.其实,第一个我已证明为真,第二个未知。
(自己写的证明,有一点长,有一点乱,还请多多楼主指点)
一,
引理一:
 设有三角形ABC,其垂心为H,外接圆半径为R
 则AH=2RcosA,BH=2RcosB,CH=2RcosC
 证:设外接圆为圆O
     延长BO交圆O于点K
     则∠BCK=90°
     ∴KC⊥BC
     ∵AH⊥BC
     ∴AH‖KC
     ∵∠BAK=90°
     ∴KA⊥BA
     ∵CH⊥AB
     ∴AK‖HC
     ∴AKCH为平行四边形
     ∴AH=KC=2RcosA
     同理可知BH=2RcosB,CH=2RcosC
     引理一证毕
证:第一问一定成立
下面首先证过△ABC,△BCD,△CDE,△DEA,△EAB垂心的五线共点
设外接圆半径为R
如图1作辅助线
H1为△ABC垂心
H2为△BCD垂心
H3为△CDE垂心
∵CH2⊥BD
∵H1C⊥AB
∴∠H1CH2即为AB与BD所夹的钝角
∴∠H1CH1=180°-∠ABD
由引理一知
CH2=2Rcos∠BCD=2Rsin(∠BCD-90°)
CH1=2Rcos∠BCA=2Rsin(90°-∠BCA)
CH3=2Rcos∠ECD=2Rsin(90°-∠ECD)
∵(∠BCD-90°)+(90°-∠BCA)+(180°-∠ABD)=∠BCD-∠BCA-∠ABD+180°=180°
∴∠H2H1C=∠BCD-90°, ∠H1H2C=90°-∠BCA
∴同理可得∠H2H3C=∠BCD-90°,∠H3H2C=90°-∠ECD ,∠H2CH3=180°-∠ACD
∵CH1⊥AB,H1P⊥DE
∴∠CH1P即为AB与DE所夹的钝角
∴∠CH1P=180°-∠ABD-∠BDE
∴同理∠CH2Q=180°-∠BDE-∠AED
    ∠CH3R=180°-∠ABD-∠BDE
∴∠H2H1P=∠CH1P+∠H2H1C=90°-∠ACE
  ∠H1H2Q=∠H1H2C-∠CH2Q=90°-∠DBE
  ∠H3H2Q=∠H3H2C+∠CH2Q=90°-∠BDA
  ∠H2H3R=∠H2H3C+∠CH3R=90°-∠ACE
∵H3R⊥AB,H1C⊥AB
∴H3R‖H1C
∴∠H3H1P=∠CH3H1
∴同理∠H1H3R=∠CH1H3
(sin∠H2H1P/sin∠H3H1P)*(sin∠H1H3R/sin∠H2H3R)*(sin∠H3H2Q/sin∠H1H2Q)
=(sin∠H2H1P/sin∠H2H3R)*(sin∠H1H3R/sin∠H3H1P)*(sin∠H3H2Q/sin∠H1H2Q)
=(sin(90°-∠ACE)/sin(90°-∠ACE))*(sin∠CH1H3/sin∠CH3H1)*(sin(90°-∠BDA)/sin(90°-∠DBE))
=(CH3/CH1)*(cos∠BCA/cos∠DCE)
=(2Rcos∠ECD/2Rcos∠BCA)*(cos∠BCA/cos∠DCE)
=1
由角元塞瓦定理知H1P,H2Q,H3R共点
可用类似方法证明过△ABC,△BCD,△CDE,△DEA,△EAB垂心的五垂线共点,设这一点为X
下证过其他五个三角形垂心的垂线也过这一点
如图2
选取其中△ACD为例证明
由引理一知
CH4=2Rcos∠ACD=2Rsin(90°-∠ACD)
∵CH2⊥BD
∵H4C⊥AD
∴∠H4CH2即为AD与BD所夹的钝角
∴∠H4CH1=180°-∠ADB
∵(∠BCD-90°)+(90°-∠ACD)+(180°-∠ADB)=∠BCD-∠ACD-∠ABD+180°=180°
∴∠H2H4C=∠BCD-90°, ∠H4H2C=90°-∠ACD
∵CH1⊥AB
∵H4C⊥AD
∴∠H4CH2即为AD与BD所夹的钝角
∴∠H4CH1=180°-∠BAD
∵CH1=2Rcos∠BCA=2Rsin(90°-∠BCA)
∵(90°-∠ACD)+(90°-∠BCA)+(180°-∠BAD)=360°-∠ACD-∠BCA-∠BAD=180°
∴∠H1H4C=90°-∠BCA, ∠H4H1C=90°-∠ACD
∵CH4⊥AD,H4S⊥BE
∴∠CH4S即为AD与BE所夹的钝角
∴∠CH4S=180°-∠BEA-∠DAE
∴∠H2H1P=∠CH1P+∠H2H1C=90°-∠ACE
  ∠H1H2Q=∠H1H2C-∠CH2Q=90°-∠DBE
  ∠H4H2Q=∠H4H2C+∠CH2Q=90°-∠BDE
  ∠H2H4S=∠H2H4C+∠CH4S=90°+∠ACE
  ∠H1H4S=∠SH4C-∠CH4H1=90°-∠DBE
  ∠H4H1P=∠PH1C-∠CH1H4=90°-∠BDE
(sin∠H2H1P/sin∠H4H1P)*(sin∠H1H4S/sin∠H2H4S)*(sin∠H4H2Q/sin∠H1H2Q)
=(sin(90°-∠ACE)/sin(90°-∠BDE))*(sin(90°-∠DBE)/sin(90°+∠ACE))*(sin(90°-∠BDE)/sin(90°-∠DBE))
=1
由角元塞瓦定理知H1P,H2Q,H4S共点
可用类似方法证明过△ABD,△BCE,△CDA,△DEB,△EAC垂心的五垂线均过点X
则十线共点
证毕
二,对于第二问
构造可知不一定成立如图3
(p.s.我开始看成让证重心了.)
平面上共圆的5个点,任取其中3点组成三角形,过其重心作另外两点连线的垂线,共有10条.则这10线交于一点. 平面几何 平面上共圆的5个点,任取其中3点组成三角形,过其重心作另外两点连线的垂线,共有10条.求证:10线交于一点.. 平面内有不共线的三点,过其中任两点作直线,共可做多少条直线,再分别过这三点向这几条直线做垂线, 平面内有不在同一直线上的3个点,过其中任意两点作一条直线,可作直线的条数为 如图,点P(-4,3)是双曲线Y=k1/x上一点,过点P作X轴Y轴的垂线,分别交x轴y轴于A,B两点,交双曲线Y=K2/ 如图,在平面直角坐标系中,已知点A为第二象限内一点,过点A作x轴垂线交x轴于点B,点C为x轴正半轴上一点,且OB、OC的 椭圆的一个焦点F(C,0)与短轴两端点的连线互相垂直过F作x轴的垂线交椭圆于A,B两点,AB=根号2,求椭圆方程 平面上共有n个点(n为不小于三的整数),其中任意三个点都不在同一条直线上,过任意两点可画多少条直线? 已知如图正方形ABCD外取一点E,连接AE,BE,DE,过点A作AE的垂线交ED于点P若AE=AP=1,PB=根号5 则 已知:如图,在正方形ABCD外取一点E,连接AE、BE、DE.过点A作AE的垂线交DE于点P.若AE=AP=1,PB=5 矩形ABCD的周长为24cm,两条对角线相交于点O,过点O作AC的垂线EF分别交AD,BC于点E,F,连接CE,求三角形 已知圆1和圆2相交于点P,Q 过点P的直线交两圆于点A,B 且PA=PB.过点P作AB的垂线交O1O2(就是两圆心连线)