共环共线
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下面的小程序从未清收款作者:T.Andreescu和R.Gelca:
设ABC为三角形,D和E分别为AB和AC两侧的点,使得DE与BC平行。设P是三角形ADE内部的任意点,F和G分别是DE与直线BP和CP的交点。设Q是三角形PDG和PFE外接圆的第二个交点。证明点A、P和Q位于一条直线上。
如果A、P和Q共线,则圆有两对正割(正割ADM/APQ、圆DPG和正割AEN/APQ、圆圈PFE)。由相交Secants或点的力量定理(及其逆命题),为了证明A、P和Q共线,就足以证明
AD×AM=AE×AN。
这等价于证明点D、M、E、N是非循环的。然而,更容易证明B、M、C、N是共环的,这意味着
AB×AM=AC×AN。
然后使用DE||BC,即AD/AB=AE/AC,得出AD×AM=AE×AN。
通过构造,点M、D、P、G是非循环的。角DMP和DGP由同一弧对向,因此可以是相等的,也可以是互补的。然而,自DE||BC以来,∠DGP=∠BCP。考虑到角DMP和BDP是互补的,我们看到点B、M、P、C是共环的。类似地,点B、N、P、C也是非循环的,所以所有五个点-B、C、M、N、P-都是非循环的。正如我们已经说过的,这意味着D,E,M,N是非循环的,我们已经完成了。
注意如解所示,P位于ΔADE内部的要求是虚假的。除BC线和DE线外,P在平面上的任何位置都经过构造;该论点对于所有这样的P仍然有效。
工具书类
- T.Andreescu、R.Gelca、,数学奥林匹克挑战,Birkhäuser,2004,5第个印刷,1.3.10(第13页)
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