婆罗摩笈多定理

若圆内接四边形的对角线相互垂直,则垂直于一边且过对角线交点的直线将平分对边。
如图,圆内接四边形ABCD的对角线AC⊥BD,垂足为M。EF⊥BC,且M在EF上。那么F是AD的中点。
推广过圆内接四边形两对角线交点作任一边的垂线,必过以其对边为一边,以交点为顶点的三角形的外心。
- 中文名 婆罗摩笈多定理
- 外文名 Brahmagupta theorem
- 别称 布拉美古塔定理
- 提出者 婆罗摩笈多
- 应用学科 数学
定理定义
若圆内接四边形的对角线相互垂直,则垂直于一边且过对角线交点的直线将平分对边。这个定理有另一个名称,叫做"布拉美古塔定理"(又译"卜拉美古塔定理")。
验证推导
方法一
如图,运用向量证明。
∵B、F、A共线,由共线向量基本定理可知,存在唯一实数k,使EF=(1-k)EB+kEA。其中BF=kBA
又EF⊥CD
∴EF·CD=[(1-k)EB+kEA]·(CE+ED)=0
展开得(1-k)EB·CE+kEA·CE+(1-k)EB·ED+kEA·ED=0
∵EB⊥CE、EA⊥ED,即EB·CE=0,EA·ED=0
∴kEA·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中点
方法二
如图,运用几何证明。
∵AC⊥BD,ME⊥BC
∴∠CBD=∠CME
∵∠CBD=∠CAD,∠CME=∠AMF
∴∠CAD=∠AMF
∴AF=MF
∵∠AMD=90°,同时∠MAD+∠MDA=90°
∴∠FMD=∠FDM
∴MF=DF,即F是AD中点
此外,还可以通过向量法证明。
定理推广
若圆内接四边形的对角线相互垂直,则一边中点与对角线交点的连线垂直于对边。
如上图,圆内接四边形ABCD中,AC⊥BD,M是垂足。F是AD中点,则FM⊥BC。
过圆内接四边形两对角线交点做另一边的垂线,必过其对边为一边,以交点为一顶点的三角形的外心。
证明
方法一
∵MA⊥MD,F是AD中点
∴AF=MF
∴∠CAD=∠AMF
∵∠CAD=∠CBD,∠AMF=∠CME
∴∠CBD=∠CME
∵∠CME+∠BME=∠BMC=90°
∴∠CBD+∠BME=90°
∴EF⊥BC
方法二
∵F是BA中点
∴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
定理说明
1.此定理是很冷门的(被考即是因为冷门),最好提前引例证明
2.想要抓住联赛的几何题,类似的冷门定理要多掌握