60度角的三个同时和弦

这是关于什么的?
数学机器人

使用GeoGebra创建,2016年11月28日

问题

60度角的三个并发和弦,问题

证据1

为简单起见,我将表示$AK=a,BK=b,\ldots,BF=f.;$从圆心$O\,$到和弦的垂线$OL,\,$$OM,\,$$ON\,$分别在中点$L,\,$1$M,\,#$N,\,美元处与和弦相交。因此,通过这些中点的圆的直径为$OK\,$。

60度角的三个并发弦,解决方案

三角形$LMN\,$是等边的,因为它的所有角度都是$60^{\circ}。\,$例如,$\angle LMN=\angle LKN(=60^{\circ})$表示同一弦所对的两个内接角。设$n,$表示$Delta LMN中的公共边长$

根据$\Delta LMK中的余弦定律$

$\开始{align}n^2&=KL^2+KM^2-2\cdot KL\cdot KM\cos 60^{\circ}\\&=KL^2+KM^2-KL\cdot KM。\结束{对齐}$

现在,$KL=BK-BL=b-\显示样式\ frac{a+b}{2}=\显示样式\frac{b-a}{2{,$类似地,$KM=\displaystyle\frac{d-c}{2},\,$making

$4n^2=(b-a)^2+(d-c)2-(b-a$

以同样的方式,从$\Delta MKN\,$(现在角度为$K\,$测量值为$12-^{\circ})中,我们得到$

$4n^2=(d-c)^2+(e-f)2-(d-c,e-f)$

比较两个右侧得出$(b-a)^2-(b-a

$(b-a)(b-a-d+c)=(e-f)(e-f+d-c)$

或者,

$\显示样式\frac{b-a}{e-f}=frac{e-f+d-c}{b-a-d+c}$

现在将$1\,$加到我们得到的两边,

$\显示样式\frac{b-a+e-f}{e-f}=frac{e-f+b-a}{b-a-d+c}$

其中两个分数的分子相等,并且由于它们相等,分母也相等:$e-f=b-a-d+c,\,$即$a+d+f=b+c+e$

证据2

我们将稍微更改符号:

60度角的三个并发和弦,问题2

分别画线$L_a、L_b、L_c$与$AA'、BB'、CC'$在$a、b、c、$处垂直,画线$L’_a、L’_b、L’_c$分别与$AA’、BB'和CC‘$在$a'、b’、c’、$处竖直。显然,等边三角形$ABC$和$A'B'C'$具有成对平行边,因此相似的中间$O$

60度角的三个并发和弦,问题2,解决方案

此外,由于直线$L'_a、L'_b、L'_c$是$L_a、M_b、M_c的反射,因此同调系数为$1,使得两个三角形全等。根据维维亚尼定理,$PA+PB+PC$和$PA'+PB'+PC'$的总和等于各自三角形中的高度,因此相等。

确认

我非常感谢拉希德·穆萨维(Rachid El Moussaoui)提请我注意这个问题并指出R.Honsberger的书在Pólya的足迹中,其出现在第118-120页的上述溶液中。令人惊讶的是,我在书的第118页上有一个书签,可能是想在网站上贴一页,但随着时间的推移,我忘记了。

有时,后来我被弗朗西斯科·哈维尔·加西亚·卡皮坦告知他与拉希德·穆萨维的联系。拉希德似乎是在一个在线论坛上遇到这个问题的,在那里提出了一个解决方案,该解决方案使用了维维亚尼定理拉希德不记得证据,但有了这样的暗示,弗朗西斯科·哈维尔找到了一个非常优雅的解决方案(证据2)

问题已在第十五(1989年)10年级全俄罗斯数学奥林匹克竞赛——当时是高中最后一个年级。

附言:你一定喜欢社交网络。在脸书上的帖子评论中,Leo Giugiuc为我澄清了问题。我似乎已经讨论过这个问题在别处(问题2),可以找到两个额外的解决方案。

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