定理內容
西姆松定理說明:有三角形 ,平面上有一點 。 在三角形三邊上的投影(即由 到邊上的垂足)共線(此線稱為 西姆松線或譯 西摩松線, Simson line)若且唯若 在三角形的外接圓上 。
相關的結果有:
(1)稱三角形的垂心為 。西姆松線和 的交點為線段 的中點,且這點在九點圓上。
(2)兩點的西姆松線的交角等於該兩點的圓周角。
(3)若兩個三角形的外接圓相同,這外接圓上的一點 對應兩者的西姆松線的交角,跟 的位置無關。
證明
如圖1,若L、M、N三點共線,連結BP,CP,則因PL垂直於BC,PM垂直於AC,PN垂直於AB,有B、P、L、N和M、P、L、C分別四點共圓,有∠PBN = ∠PLN = ∠PLM = ∠PCM,故A、B、P、C四點共圓。
若A、B、P、C四點共圓,則∠PBN = ∠PCM。因PL垂直於BC,PM垂直於AC,PN垂直於AB,有B、P、L、N和M、P、L、C四點共圓,有∠PLN = ∠PBN = ∠PCM =∠PLM,故L、M、N三點共線。