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婆罗摩笈多定理

2022-07-14 06:20:02 百科资料

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

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