介紹
對於
圓O內接四邊形ABCD,作兩組對邊延長線分別交於M、N,連線MN。四邊形ABCD對角線交於E。作NF,NG切圓O於F、G,連線FG。在劣弧BG上任取一點J,連線MJ,NJ分別交圓O於K,L。記MA·MB=δᴍ,NC·NB=δɴ,-EA·EC=δᴇ,即M、N、E對圓O的冪。那么有如下結論:1.ME²=δᴍ+δᴇ
2.NE²=δɴ+δᴇ
3.MN²=δᴍ+δɴ
4.E為△MON的垂心
5.M,F,E,G四點共線
6.AC,BD,FG交與同一點E
7.N,H,E,I四點為調和點列
8.四邊形FHGI,四邊形FCBG為調和四邊形
9.K,E,L三點共線
10.∠MEN>90°
需要注意的是,坎德定理是許多幾何結論的結合,每一條結論都有廣泛套用,也都可以獨立成為命題,因此其完全形式的證明也略顯繁冗。在競賽中,坎德定理是不能直接套用的,必須作為引理提前證明。
推導過程
結論1:在ME延長線上取一點X使ME·MX=δᴍ,顯然有A,B,X,E,結合A,B,C,D共圓,倒角知A,M,C,X四點共圓,那么ME·EX=EA·EC,則命題成立。
結論2、3同理可證。
結論4:結合結論1、2,可以得到MO²-NO²=ME²-NE²,根據勾股差就證明了OE⊥MN。用相同的方法,只需要用到前三條結論就能夠證明另外兩組垂直,因此E是△MON的垂心。
結論5:首先套用結論6,下面考慮M,F,G三點。用梅涅勞斯定理及邊比定理的觀點來看,這個結論是較為容易證明的,只需要善用圓冪定理帶來的相似即可。
結論6:列出圓內三線共點的塞瓦定理逆定理,之後利用圓冪定理帶來的相似得到比例關係,不難證明。這裡如果用面積比等於相似比的平方這一小技巧,會更為簡潔。
結論7、8是調和四邊形的基本性質,證明從略。
結論9:證明方法和結論6類似,區別在於這裡的比例關係處理起來步驟更多。
結論10:結論1、2、3的推論,列出餘弦定理,得證。