1、1梅涅劳斯定理及其应用(姓名)摘要:使用梅涅劳斯定理可以进行直线形中线段长度比例的计算,其逆 定 理 还是可以用来解决三点共线、三线共点等问题的判定方法,是平 面 几 何 学以及射 影 几 何学 中的一项基本定理,具有重要的作用。本文简单介绍了梅捏劳斯定理及其应用。关键词:共线、共点、应用一、 梅涅劳斯定理1定理 设 分别是 的 边或其延长线上的点,且有奇数个,XYZABC,AB点在边的延长线上,则 三点共线的充要条件是, 1XYZ2定理的证明证明 1:不妨设 中的一点 在边,XYZ的延长线上(如图所示) 。若 三点AC,共线,过 引 交 于 ,则 /DAB,XCZY故 .1BADB反之,若
2、成立,设直线 与ZXCYZX的延长线交于 ,即 , , 三点共线,则由上面的证明有 与AXY 1BXCYAZ比较,1BZY可得 ,即 与 重合,故 三点共线。CAY ,YZ若 三点均在边的延长线上,上面的证明仍然适用。,XYZ注:“ 三点中有奇数个点在边的延长线上”这一条件十分必要,否则梅捏劳斯,2定理不成立证明 2:(正弦定理)如图,令 , , ,AEFBDE在 中,由正弦定理知: ,AEFsiniAEF同理 ,si)180sin(i BDBiiC , , ,iAEFisinE ,即 .1CDB1ACBF3、梅涅劳斯定理的逆定理梅涅劳斯定理的逆定理也成立,即如果有三点 、 、 分别在 的三边
3、 、FDEABC、 或其延长线上,且满足 ,那么 、 、 三点共线。BCA1EACBF注:DEFAB CFEDCBA利用梅涅劳斯定理的逆定理可判定三点共线DEFAB CFEDCBA3二、 梅涅劳斯定理的应用梅涅劳斯定理的应用定理 1 若 的 的外角平分线交边 延长线于 ,ABCBCP的平分线交边 于 , 的平分线交边 于 ,则 、 、 三点共线。BACQRPQR证明:由三角形内、外角平分线定理知, , , ,PBCAR则 ,1CAQBRA故 、 、 三点共线。P梅涅劳斯定理的应用定理 2 过任意 的三个顶点 、 、 作它的外接圆的ABCABC切线,分别和 、 、 的延长线交于点 、 、 ,则
4、、 、 三点共线。BCAPQRPR证明: 是 的切线,RO ,A ,CB则 ,2)(R同理: ,2AP2)(AQ ,1)()(222 BCCBR故 、 、 三点共线。P例 1 已知:过 顶点 的直线,与边 及中线 分别交于点 和 .ABCABDFE求证: .FED2证明:直线 截 ,D由梅涅劳斯定理,得: 1ACBFPQRCBAQRPOCBAEDAB CF4又 ,CDB2 ,1EAF则例 2 已知:过 重心 的直线分别交边 、 及 延长线于点 、 、BCGABCEF.求证: .D1FAE证明:连接 并延长交 于 ,M则 ,MB 截 ,G由梅氏定理得, ;1DBGAE同理: CFA , ,MEB
5、AF 12)( MDCG即 1FA例 3 ABCD 是一个平行四边形,E 是 AB 上的一点,F 为 CD 上的一点。AF 交ED 于 G,EC 交 FB 于 H。连接线段 GH 并延长交 AD 于 L,交 BC 于 M。求证:DL=BM.证明:如图,设直线 LM 与 BA 的延长线交于点 J,与 DC 的延长线交于点 I。在ECD 与FAB 中分别使用梅涅劳斯定理,得, 1ECID.JABHFG因为 AB/CD,所以, .D从而 ,即 ,故JABICICJCI=AJ. 而,LAIJM且 BM+MC=BC=AD=AL+LD. 所以 BM=DL。GAEBLDFCIMHDFGMAB CE5例 4 若三角形 ABC 的 的外角平分线交边 延长线于 , 的平分线交边ABCPB于 , 的平分线交边 于 ,则ACQBR三点共线。,PR证明:由三角形内、外角平分线定理知,则 ,BACQABR1,ARPC故 三点共线。,Q通过对梅涅劳斯定理及其应用的简单介绍,我们可以看出,梅涅劳斯定理的应用是十分广泛的,所以我们要牢记梅涅劳斯定理、及其定理的证明,还要掌握好其定理的应用。