唐一良--平面几何
落花生原文-
2012
年高中数学竞赛——平面几何攻略
<
/p>
2012
年高中数学竞赛——平面几何攻略
江苏省扬州中学
唐一良
第一部分【几个著名定理】
例
1
.以△
ABC
的底
边
BC
为直径作半圆,分别与
AB
p>
、
AC
交于点
D<
/p>
和
E
,分别过
D
、
E
作
BC<
/p>
的垂线,
垂足依次为
F
< br>、
G
,
线段
DG
和
EF
交于点
M
,
求证:
AM
⊥
BC
(
IMO-37
p>
国家队选拔题)
A
例
2.
如
图,
在锐角三角形
ABC
的
BC
边上有两点
E
、
p>
F
,
满足∠
M <
/p>
BAE=
∠
CAF
,作
FM
⊥
AB
,
FN
⊥
AC
(
M
、
N
是垂足)
,延长
AE
交三角形
ABC
的外接圆于
D
.
证明:
四边形
AMDN
与三角形
ABC
N
的面积相等.
B
C
E
F
D
例
3<
/p>
.
求证:四条直线两两相
交所构成的四个
三角形
的外接圆相交于一点,
且由该点向四条
< br>直线所作垂线的垂足在
一条直线上;
< br>例
4
.若两个三角形的对应顶点的连线交于一点,则对应
边所在的直线交点必共线。(笛沙
格定理)
第二部分【三角形五心研究】
例
p>
1
.
过等腰△
AB
C
底边
BC
上一点
P
引
PM
∥
CA
交
AB
于
M
;
引
PN
∥
BA
交
AC
于
N
.
作点
P
关于
MN
的对称点
P
′.
试证:
P
< br>′
点在△
ABC
外接圆上
.
例
2
.设圆
O
是△
ABC<
/p>
的内切圆,
BC
,
CA
,
AB
上的切点各是
D
,
E
,
F
,射线
DO
交
EF
于
A
„
,同样可得
B
„
,
C
‟
,试证:直线
AA<
/p>
„
,
BB
‟
p>
,
CC
„
共点。<
/p>
例
3
.设△
ABC
的三条高线为
< br>AD
,
BE
,
< br>CF
,自
A
,
< br>B
,
C
分别作
< br>AK
EF
于
< br>K
,
BL
DF
于
L
,
CN
ED
于
N
,证明:直线
AK
,
BL
,
CN
相交于一点。<
/p>
例
4
.
在△
ABC
中,<
/p>
AB=4
,
AC=6
,
BC=5
,
∠
< br>A
的平分线
AD
交△
ABC
的外接圆于
K
,<
/p>
△
ABC
的外心,内心分别是
O
,
I
,求证:
OI
AK
。
例
5
.设点
M
是△
ABC
的边
BC
的中点,
I
是其内心,
AH
是
BC
边上的高,
E
为直线
IM
与
AH
的交点,求
证:
AE
等于内切圆半径
r
。
例
6
.设圆
O
是△
ABC
的
BC
边外侧的旁切圆,
D
,
E
,
F
分别是圆
O
与
BC
,
CA
,
AB
所在
直线的切点,若
OD
与
EF
相交于
K
,求证:
AK
平分
B
C
。
例
7<
/p>
.在
ABC
中
,
A
60
0
,
AB>AC
,点
O
是外心,两条高
BE
,
CF
交于
H
点,
点
M
,
N
分别在线段
BH
p>
,
HF
上,且满足
BM=CN
,求
MH
NH
的值。
OH
第三部分【圆的研究】
例
1
.
(
Euler
定理
)
设三角形
的外接圆半径为
R
,内切圆半径为
r<
/p>
,外心与内心的距离为
d
,则
d
2
=
R
2
-
2
Rr
< br>.
(1992
年江苏省数学竞赛
)
- 1 -
2012
年高中数学
竞赛——平面几何攻略
例
2.
p>
设点
P
是⊙
O
p>
外一点,
P
AB
,
PCD
是两条割线,
AD
,
BC
交于点
Q
,延长
BD
,
AC
交于点
R
,求证:
P
Q
2
=
P
的幂
+
Q
的
幂;<
/p>
PR
2
=
P
p>
的幂
+
R
的幂
p>
.
A
P
C
Q
R
D
B
【两个
典型模型】
:⊙
O
的内接四边形
ABCD
中,
AB
,
DC
延长后交于点
E
< br>,
AD
,
BC
< br>延长
后交于点
F
,
AC
,
BD
交于点
P
(不与
O
重合)
p>
,证明:
OP
⊥
E
F
,并讨论四边形
ABCD
是
圆外切四边形的情形。
A
A
O
M
O
P
B
p>
D
P
B
D
N
C
C
E
p>
E
F
F
A
例
3.
设
D
,
E
是
ABC
中
AB
,
AC
上的点,求证:以
B
E
和
CD
为直径的
两圆的根轴必通过
ABC
的垂心
。
E
D
O
1
O
p>
2
B
C
例
4.
如图
,已知两个半径不相等的⊙
O
1
与⊙<
/p>
O
2
相交于
M<
/p>
、
N
两点,且
⊙
O
1
、⊙
O<
/p>
2
分别与⊙
O
内
切于
S
、
T
两
点。求证:
OM
⊥
MN
的充分必
O
要条件是
S
、
N
、
T
三点共线。
(
97
年高中
数学联赛试题)
M
O
2
O
p>
1
N
T
例
5
.四边形
ABCD
内接于圆,其边
AB
与
DC
延长交于点
P
,
AD
、
BC
S
延长交于点
Q
,由
Q<
/p>
作该圆的两条切线
QE
、
QF
,切点分别为
E
、
F
,
P
求证:
P
、
E
、
F
三点共线.
(1997
年中国数学奥林匹克)
第四部分【
从调和点列到完全四边形到
Apollonius
圆到极线极点
】
I
例
1<
/p>
如图,过圆
O
外一点
P
作其切线
PA
、
PB
,
OP
与圆和
AB
分
A
E
A
B
别交于
I
、
M
,
DE
为过
M
的任意弦。
求证:
p>
I
为△
PDE
内心
。
(
2001
F
M
年中国西部数学奥林匹克)
L<
/p>
E
例
2
如图,△
ABC
中,
AD
⊥
BC
,
H
为
AD
上任一点,则∠
ADF=
O
D
H
- 2 -
B
D
C
K
p>
2012
年高中数学竞赛——平面几何攻略
∠
ADE
(
1
994
年加拿大数学奥林匹克试题)
例
3
如图,
完全四边形
ABCDEF
中,
GJ
p>
⊥
EF
与
J
,则∠
BJA=
∠
D
JC
(
2002
年中国国家集训
队选拔考试题)
例
4.
已知:
△
ABC
内角平分线
BE
、
CF
交于
I
,
过
I
做
IQ
⊥
EF
交
BC
于
P
,
且
< br>IP=2IQ
。
求证:
∠
BAC=60
°
A
例
5.
P
为圆
O
外一点,
PA
、
PB
为圆
O
的两条切线。
PCD
为任意一条
割
线,
CF
平行
PA
且交
AB
于
E
。求证:
CE=EF
(
2006
国家集训队培训题)
B
G
D
C
例
6.<
/p>
过锐角
ABC
的顶点
A
,
B
,
C
的三条高分别交对边于点
D
,
E
,
F
,
F
过点
D
平行于
EF
的直线分别交
A
C
,
AB
于点
Q
,
R
,直线
EF
E
A
J
交
BC
于点
P
,
求证:
PQR
的外接圆过
BC
的中点。
F
E
R
C
p>
P
例
7.
在
ABC
中,经过点
B
,
C
的圆与边
AC
,
AB
的另一个交点分
B
D
Q
别为
E
,
F
,
BE
与
CF
交于点
P
,
AP
与
BC
交于点
D
,
M
是边
BC
A
的中点,
D
,
M
不重合,求证:
D
,
M
,
E
,
F
p>
四点共圆。
E
例
8.
凸四
边形
ABCD
内接于⊙
O
,延长
AB
,
DC
交于点
E
,延长
BC<
/p>
,
AD
交
于点<
/p>
F
,
AC
,
p>
BD
交于点
P
,直
线
OP
交
EF
于点
G
,求证:
AGB
CGD
F
P
C
例
9.
以锐角
< br>
PAB
的边
AB
为直径作半圆交
PA
于点
E
,交
PB
于点
D
,直线
B
D
M
AB
与
ED
交于点
Q
,
AD
与
BE
交于点
C
,
直线
PC
交
AB
于
H
,
连
OE
,
OD
,
HE
,
HD
,求证:
OEH
ODH
EQO
例
10.
如图,
O
、
I
分别为△
ABC
的外心和内心,
< br>AD
是
BC
边上的高,
I
在线段
OD
上。
p>
求证:
△
ABC
的
外接圆半径等于
BC
边上的旁切圆半径。
(98
年全国高
中联赛试题
)
第五部分【完全四边形】
例
1.
在四边形
ABCD
中两条对角线交于点
O
,
两组对边的延长线分别
交于点
E
,
p>
F
,
过
O
作
EF
的平行线交
BC
,
AD
于
I<
/p>
,
J
,
求证:<
/p>
OI=OJ
- 3 -
A
O
I
B
D
E
M
F
C
A<
/p>
I
A
B
M
O
I
C
J
D
N
F
E
G