庫利奇大上定理

圓周上四點任取三點做三角形,四個三角形的九點圓圓心共圓(庫利奇-大上定理)。 △z4z1z2的九點圓圓心可表示為1/2(z4+z1+z2), △z1z2z3的九點圓圓心可表示為1/2(z1+z2+z3),

庫利奇大上定理

九點圓(又稱歐拉圓費爾巴哈圓),在平面幾何中,對任何三角形,九點圓通過三角形三邊的中點、三高的垂足和頂點到垂心的三條線段的中點。九點圓定理指出對任何三角形,這九點必定共圓。而九點圓還具有以下性質:
九點圓的半徑外接圓的一半,且九點圓平分垂心與外接圓上的任一點的連線。 圓心歐拉線上,且在垂心到外心的線段的中點。 九點圓和三角形的內切圓旁切圓相切(費爾巴哈定理)。 圓周上四點任取三點做三角形,四個三角形的九點圓圓心共圓(庫利奇-大上定理)。

歷史

1765年萊昂哈德·歐拉證明:“垂心三角形和垂足三角形有共同的外接圓(六點圓)。”許多人誤以為九點圓是由而歐拉發現所以又稱乎此圓為歐拉圓。而第一個證明九點圓的人是彭賽列1821年)。1822年卡爾·威廉·費爾巴哈也發現了九點圓,並得出“九點圓和三角形的內切圓和旁切圓相切”,因此德國人稱此圓為費爾巴哈圓,並稱這四個切點為費爾巴哈點。庫利奇大上分別於1910年1916年發表庫利奇-大上定理“圓周上四點任取三點做三角形,四個三角形的九點圓圓心共圓。”這個圓還被稱為四邊形的九點圓,此結果還可推廣到n邊形。

九點圓證明

如圖:D、E、F為三邊的中點,G、H、I為垂足,J、K、L為和頂點到垂心的三條線段的中點。
容易得出、(SAS相似) 因此 同樣可得出、(SAS相似) 因此 又,可得出四邊形DFJL是矩形(四點共圓) 同理可證FKLE也是矩形(DKFJEL共圓) ,因此可知G也在圓上(圓周角相等) 同理可證H、I兩點也在圓上(九點共圓)

性質證明

九點圓的半徑是外接圓的一半,且九點圓平分垂心與外接圓上的任一點的連線。
直角坐標系中,我們知道的方程式為(x − x0) + (y − y0) = r,其中r為圓的半徑,(x0,y0)為圓的圓心坐標。若做圓上一點與點(xS,yS)的中點的軌跡,則此軌跡的方程式為: 設r為外接圓的半徑、(x0,y0)為外接圓的圓心坐標、點(xS,yS)為垂心坐標。 已知九點圓通過頂點到垂心的三條線段的中點,故此軌跡圓就是九點圓,半徑是外接圓的一半,且平分垂心與外接圓上的任一點的連線。 同時還可以得出下面的性質: 圓心在歐拉線上,且在垂心到外心的線段的中點。
九點圓和三角形的內切圓和旁切圓相切(費爾巴哈定理)。
主條目:費爾巴哈定理
圓周上四點任取三點做三角形,四個三角形的九點圓圓心共圓(庫利奇-大上定理)。

複數方法證明

把原來的圓周看做複平面內的單位圓,設四個三角形的九點圓圓心為z1,z2,z3,z4,則有∣z1∣=∣z2∣=∣z3∣=∣z4∣=1。
則,△z2z3z4的九點圓圓心可表示為1/2(z2+z3+z4),
△z3z4z1的九點圓圓心可表示為1/2(z3+z4+z1),
△z4z1z2的九點圓圓心可表示為1/2(z4+z1+z2),
△z1z2z3的九點圓圓心可表示為1/2(z1+z2+z3),
如果考察一下用1/2(z1+z2+z3+z4)表示的點,那么可以看出,從該點到上述四點的距離分別是∣1/2(z1+z2+z3+z4)-1/2(z2+z3+z4)∣=∣1/2z1∣=1/2
......
其他的同理,也為1/2,因此四點共圓。

相關詞條

熱門詞條

聯絡我們