垂心等截點

垂心等截點

垂心等截點(orthocentric isotomic point)是三角形的特殊點之一,即三角形垂心的等截共軛點。三角形的重心、陪位重心與垂心等截點三點共線,且重心到陪位重心的距離等於重心到垂心等截點距離的一半 。

基本概念

等截點 在三角形任一邊所在直線上設有兩點與此邊的中點等距,則稱這兩點互為等截點。

等截共軛點 在△ABC中,X、X'、Y、Y'、Z、Z'分別是BC、CA、AB上的等截點,設AX、BY、CZ三線會於一點P,則AX'、BY'、CZ'三線或會於一點P',或互相平行。當P與P'存在時,它們叫做△ABC的等截共軛點,也說關於△ABC互為等截共軛點。

垂心等截點 垂心的等截共軛點簡稱垂心等截點 。

相關性質及證明

垂心等截點 垂心等截點

①三角形的陪位重心K、重心G、垂心等截點H三者共線,且 (垂心等截點即垂心的等截共軛點) 。

圖1 圖1
垂心等截點 垂心等截點

證明 如圖1,P是垂心,DE,EF,FD分別是AB,BC,CA的逆平行線;過A,B分別作過EF,FD的中點的直線,則由定理知,其交點為陪位中心K;令D',F'分別是D,F的等截點,則AD'與CF'的交點H為垂心P的等截點,且K,C,H三點共線,且 。(詳細證明請參見相應參考書籍)。

②證明:三角形的中點三角形,及垂心等截點至三頂點聯結線的中點所連成的三角形,二者的邊相互交於共圓的六點,這圓同為二者的餘弦圓。

圖2 圖2

證明 如圖,△LMN為△ABC的中點三角形,△A'B'C'為垂心等截點H至三頂點聯結線的中點所連成的三角形,過H作HP // AC,HQ// AB,有

垂心等截點 垂心等截點

垂心等截點 垂心等截點

所以

垂心等截點 垂心等截點
垂心等截點 垂心等截點

垂心等截點 垂心等截點
垂心等截點 垂心等截點

故有

垂心等截點 垂心等截點
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因為

垂心等截點 垂心等截點

垂心等截點 垂心等截點

所以

垂心等截點 垂心等截點
垂心等截點 垂心等截點

故 四點共圓,有YZ'是X'X的逆平行線,故也是MN的逆平行線,同理有ZX',XY"分別是NL,LM的逆平行線,因為

垂心等截點 垂心等截點
垂心等截點 垂心等截點

故有NC'與ZX'互相平分於0。同理MB'與XY',LA'與YZ'均互相平分於0,故0為△LMN的陪位重心。易知(詳細證明請參見相應參考書籍),X,X',Y,Y',Z,Z'六點共圓且為△LMN與△A'B'C'的餘弦圓 。

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