布拉美古塔定理

布拉美古塔定理

布拉美古塔定理是指在圓內接四邊形ABCD中,AC⊥BD,自對角線的交點P向一邊作垂線,其延長線必平分對邊。反之亦然,即若這條線平分一邊,則它垂直於對邊。

內容

在圓內接四邊形ABCD中,AC⊥BD,自對角線的交點P向一邊作垂線,其延長線必平分對邊。 (又譯"卜拉美古塔定理")這個定理有另一個名稱,叫做"婆羅摩笈多定理"

證明

證法一

設PH⊥CD,PM交AB於M.

顯然AP/BP=DP/CP,故AM=BM←AP*sin∠APM=BP*sin∠BPM←DP*sin∠PDH=CP*sin∠PCD←PH=PH,證畢

證法二

以下為向量式

設BF=xAF 則EF=(EB+xEA)/(1+x) (定比分點向量公式)

又EF*BC=EF*(DE+EC)=0

所以(EB+xEA)(DE+EC)=0

拆開 EB*DE+EB*EC+xEA*DE+xEA*EC=0

由垂直 所以只有 EB*DE+xEA*EC=0

由相交線定理 所以x=1(EA*EC=EB*ED)(這是代數式,上式為向量式,故成立)

證法三

證明:(向量式)

EF=1/2(EA+EB)

DC=DE+EC

EF*DC=0(去掉垂直的)

證法四

再給出一個用歐幾里得幾何方法的初等證明:

由∠PDC+∠ACD=90°,∠PDC+∠HPD=90°推出∠ACD=∠HPD推出∠ABD=∠MPB①推出BM=PM②

由∠ABD+∠BAC=90°及①推出∠BAC+∠MPB=90°③

由∠MPA+∠MPB=90°及③推出∠BAC=∠MPA推出AM=PM④

布拉美古塔定理 布拉美古塔定理

聯②④即得AM=BM

推廣

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。

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