婆羅摩笈多定理

婆羅摩笈多定理

若圓內接四邊形的對角線相互垂直,則垂直於一邊且過對角線交點的直線將平分對邊。 如圖,圓內接四邊形ABCD的對角線AC⊥BD,垂足為M。EF⊥BC,且M在EF上。那么F是AD的中點。 推廣過圓內接四邊形兩對角線交點作任一邊的垂線,必過以其對邊為一邊,以交點為頂點的三角形的外心。

基本信息

定理定義

若圓內接四邊形的對角線相互垂直,則垂直於一邊且過對角線交點的直線將平分對邊。這個定理有另一個名稱,叫做"布拉美古塔定理"(又譯"卜拉美古塔定理")。

驗證推導

方法一

方法一圖片 方法一圖片

如圖,運用向量證明。

∵B、F、A共線,由共線向量基本定理可知,存在唯一實數k,使 EF=(1-k) EB+k EA。其中 BF=k BA

又EF⊥CD

EF· CD=[(1-k) EB+k EA]·( CE+ ED)=0

展開得(1-k) EB· CE+k EA· CE+(1-k) EB· ED+k EA· ED=0

∵EB⊥CE、EA⊥ED,即 EB· CE=0, EA· ED=0

∴k EA· CE+(1-k) EB· ED=0

即k| EA|| CE|cos0+(1-k)| EB|| ED|cosπ=0

kEA*EC=(1-k)EB*ED

∵EA*EC=EB*ED(相交弦定理)

∴k=1-k,k=1/2

BF=1/2* BA,即F是BA中點

方法二

方法二圖片 方法二圖片

如圖,運用幾何證明。

∵AC⊥BD,ME⊥BC

∴∠CBD=∠CME

∵∠CBD=∠CAD,∠CME=∠AMF

∴∠CAD=∠AMF

∴AF=MF

∵∠AMD=90°,同時∠MAD+∠MDA=90°

∴∠FMD=∠FDM

∴MF=DF,即F是AD中點

定理推廣

若圓內接四邊形的對角線相互垂直,則一邊中點與對角線交點的連線垂直於對邊。

如上圖,圓內接四邊形ABCD中,AC⊥BD,M是垂足。F是AD中點,則FM⊥BC。

過圓內接四邊形兩對角線交點做另一邊的垂線,必過其對邊為一邊,以交點為一頂點的三角形的外心。

證明

方法一

婆羅摩笈多定理 婆羅摩笈多定理

∵MA⊥MD,F是AD中點

∴AF=MF

∴∠CAD=∠AMF

∵∠CAD=∠CBD,∠AMF=∠CME

∴∠CBD=∠CME

∵∠CME+∠BME=∠BMC=90°

∴∠CBD+∠BME=90°

∴EF⊥BC

方法二

婆羅摩笈多定理 婆羅摩笈多定理

∵F是BA中點

EF=1/2*( EA+ EB)

CD= CE+ ED

EF· CD=1/2*( EA+ EB)·( CE+ ED)

EF· CD=1/2*( EA· CE+ EA· ED+ EB· CE+ EB· ED)

EF· CD=1/2*(EA*EC-EB*ED)=0

∴EF⊥CD

定理說明

1.此定理是很冷門的(被考即是因為冷門),最好題前引例證明

2.向量法證明是很方便的方法,特別是另一版本的證明,自己想出來的,比我看的任何證明過程都簡單很多

3.想要抓住聯賽的幾何題,類似的冷門定理要多掌握

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