七点共圆:一个美妙的结论

  

    线段AC上有一点B。以AB和BC为边,分别构造等边三角形XAB和YBC。证明,以下七个点共圆:点B,XC和YA的交点,以及线段AC、XC、YA、XB、YB的中点。


 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
  

    如图,S为AB的中点,T为BC的中点。首先注意到,△ABY和△XBC全等(SAS),也就是说△XBC是△ABY绕B点旋转60°得到的,因此AY和XC的夹角∠AMX=60°。注意到中位线LQ∥AX,中位线KQ∥CY,我们立即得到∠KQL也等于60°,于是K、L、M、Q四点共圆。
    另外,中位线NL∥BC,中位线KP∥AB,因此线段NL、KP和AC全都平行。又中位线PT∥YC,YC∥XB,而XB与中位线LT平行,因此PT∥LT,即P、L、T三点共线。于是我们得知∠LPK=∠LTB=60°。类似地,∠NKP也等于60°,因此四边形KNLP是一个等腰梯形,这四个点共圆。而∠LPK也是弦KL所对的圆周角,因此这个圆和前面的那个圆是同一个圆,L、N、K、Q、P、M都在这个圆上。又∠NBP=60°=∠NKP,它们都是NP所对的圆周角,因此B也在这个圆上。

来源:http://www.cut-the-knot.org/Curriculum/Geometry/TwoEquilateralBumps.shtml

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