1、高中平面几何(上海教育出版社 叶中豪)知识要点三角形的特殊点重心,外心,垂心,内心,旁心,类似重心,九点圆心,Spieker 点,Gergonne 点,Nagel 点,等力点,Fermat 点,Napoleon点, Brocard 点,垂聚点,切聚点,X 点,Tarry 点,Steiner 点,Soddy 点,Kiepert 双曲线特殊直线、圆Euler线,Lemoine 线,极轴,Brocard 轴,九点圆,Spieker 圆,Brocard 圆,Neuberg 圆,McCay 圆,Apollonius圆,Schoute 圆系,第一 Lemoine圆,第二 Lemoine圆,Taylor 圆
2、,Fuhrmann 圆特殊三角形中点三角形,垂三角形,切点三角形,切线三角形,旁心三角形,弧中点三角形,反弧中点三角形,第一 Brocard三角形,第二 Brocard三角形,D-三角形,协共轭中线三角形相关直线及相关三角形Simson线,垂足三角形,Ceva 三角形,反垂足三角形,反 Ceva三角形重心坐标和三线坐标四边形和四点形质点重心,边框重心,面积重心,Newton 线,四点形的核心,四点形的九点曲线完全四边形Miquel点,Newton 线,垂心线,外心圆,Gauss-Bodenmiller 定理重要轨迹平方差,平方和,Apollonius 圆三角形和四边形中的共轭关系等角共轭点,等
3、角共轭线,等截共轭点,等截共轭线几何变换及相似理论平移,旋转(中心对称) ,对称,相似和位似,相似不动点,逆相似轴,两圆外位似中心及内位似中心Miquel 定理内接三角形,外接三角形,Miquel 点根轴圆幂,根轴,共轴圆系,极限点反演反演,分式线性变换(正定向和反定向)配极极点与极线,共轭点对,三线极线及三线极点,垂极点射影几何点列的交比,线束的交比,射影几何基本定理,调和点列与调和线束,完全四边形及完全四点形的调和性, Pappus定理,Desargues 定理,Pascal 定理,Brianchon 定理著名定理三大作图问题,勾股定理,黄金分割,鞋匠的刀,Ptolemy 定理,Menel
4、aus 定理,Ceva 定理,Stewart 定理,Euler线,Fermat- Torricelli问题,Fagnano- Schwarz问题, Newton线,Miquel 定理,Simson 线, Steiner定理,九点圆,Feuerbach 定理,Napoleon 定理,蝴蝶定理,Morley 定理,Mannheim 定理例题和习题1 以ABC 的 AB、AC 两边向形外作正方形 ABEP 和 ACFQ,AD 是 BC 边上的高。求证:直线 AD、BF、CE 三线共点。2 以ABC 的 AB、AC 两边为直角边,向两侧作等腰直角三角形 ABD 和 ACE,使ABDACE90。求证线段
5、 DE 的中点的位置与顶点 A 的位置无关。3 已知梯形 ABCD 中,ADBC。分别以两腰 AB、CD 为边向外侧作正方形ABGE 和正方形 DCHF。连接 EF,设线段 EF 的中点为 M。求证:MAMD。4ABC 中,AM 是中线,H 是垂心,N 是 AH 中点,过 A 作外接圆切线,交对边于 D 点。求证:NDAM。(06061602gsp)MNHDAB C5ABC 中,D 是 BC 边上一点,设 O、O 1、O 2分别是ABC 、ABD、ACD 的外心,求证: A、O、O 1、O 2四点共圆。 ( Salmon 定理)6ABC 中,D 是 BC 边上一点,设 O、O 1、O 2分别是
6、ABC 、ABD、ACD 的外心, O是 A、 O、O 1、O 2四点所共圆(Salmon 圆)的圆心。求证:(1)OD BC 的充要条件是:AD 恰好经过ABC 的九点圆心! OO2O1DNiAB C(2)记ABC 的九点圆心为 Ni 。作 OEBC,垂足为 E。则 Ni EAD! (06051705gsp) (06052901gsp)NiEOO2O1 AB CD7四边形 ABCD 中,P 点满足PABCAD,PCBACD,O 1、O 2分别是ABC、 ADC 的外心。求证: PO 1BPO 2D。 (06060301gsp)O2O1PAB C D8设 I 是圆外切四边形 ABCD 的内心,
7、求证:IAB ,IBC,ICD,IDA 的垂心共线。9已知凸四边形 ABCD 满足:AB+AD=BC+CD ,延长 BA,CD 交于 E 点,延长 BC,AD 交于 F 点。求证:EB+ED=FB+FD (或 EA+EC=FA+FC) 。(05123102gsp)FEB DAC10 (06.8.9)设 A、B 、C、D 是椭圆 上四点。若直线 AB、CD 的21xyab斜率之积 ,2ABCDka则直线 AC、BC 或直线 AD、BC 的斜率之积也必等于 。2ba(注:这时经过 A、B、C、D 四点的任意二次曲线的离心率必不小于椭圆 的离心率21xy 。 ) (06080901gsp) (060
8、81201gsp)ca1在ABC 中,D 是 BC 边上一点,设 O1、O 2分别是ABD、ACD 的外心,O是经过 A、O 1、O 2三点的圆之圆心。求证:ODBC 的充要条件是:AD 恰好经过ABC 的九点圆心。 OO2O1DNiAB C【证明】取ABC 的外心 O,则熟知 A、O、O 1、O 2四点共圆(Salmon 圆) 。易知AO1O2 ABC,且 O1O2是 AD 的垂直平分线。作顶点 A 关于 BC 边的对称点 A,易看出AOD AOA。设 BC 边高的垂足为 G,再取 AO 连线的中点 L,则 LG 是AOA 的中位线,进而知AO DALG。得 ODA LGA。 OO1 O2L
9、DAGOAB C再作外心 O 关于 BC 的对称点 O,由 AH2OMOO知 A O经过九点圆心 Ni。 (注:AHNi OONi)由 LMA O知ADC LMG;在直角梯形 AOMG 中,得LMG LGM。故ADCLGM。而LGMLGA90。将、代入得ODAADC90。 ODBC。MGLHOOODNiAB C2在ABC 中,D 是 BC 边上一点,设 O1、O 2分别是ABD、ACD 的外心,O是经过 A、O 1、O 2三点的圆之圆心。记ABC 的九点圆心为 Ni。作OE BC,垂足为 E。则 Ni EAD。 (叶中豪提供)NiEOO2O1 AB CD【证明】作 LKAH。由 AH2OM,N
10、i F(OM HG)/2 易知 AK Ni F。又因 OL 在 BC 上的射影是 EF,而 AL 在 AG 上的射影是 AK,且两者夹角相等(都等于) ,故 。12BCALEFK由、知 RtAOL Rt Ni EF。得AOLNi EF。MLKGFE NiHOAB CO而由下图,又易知AOL ADC。由、得Ni ECADC, Ni EAD 。 LOEO NiAB CD3ABC 中, AH 是 BC 边上的高,D 是直线 BC 上任一点。O 、O 1、O 2分别是ABC、 ABD、ACD 的外心,N、N 1、N 2分别是ABC、ABD、ACD的九点圆心。设 O是 A、O、O 1、O 2所共圆(Sa
11、lmon 圆)的圆心,作OE BC,垂足为 E。则 H、E 、N、N 1、N 2五点共圆。(闵飞提供)EOO2O1OHN2N1NAB CD【证明】引理 ABC 中,记外心 O 关于 BC 边的对称点为 O,则九点圆心 Ni 是 A O的中点。(证略)ONiOAB C如下图,作 A、O、O 1、O 2诸点关于 BC 边的对称点,这些对称点仍构成共圆四边形。再以 A 点为位似中心,作 1/2 的位似变换,即可知所得到点 H、N、N 1、N 2一定共圆。 (且顺便得知所共圆的大小恰是 Salmon 圆的一半!)再在 Salmon 圆上取 A,使 AABC。因此 OE 所在直线是 AA的中垂线。作 A
12、关于BC 边的对称点 A。易知 AA的中点恰是 E,于是 E 也在上述位似后的圆上。AAAO1O2OEOO2O1OHN2N1NAB CD5四边形 ABCD 中,P 点满足PAB CAD, PCBACD,O 1、O 2分别是ABC、 ADC 的外心。求证: PO 1BPO 2D。(叶中豪提供)O2O1PAB C D【证法 1】 (田廷彦提供) QO2O1PABC D如上图,延长 CP 交ABC 的外接圆于 Q。连接 QA、QB 、QO 1、AO 2。在等腰O 1BQ 和等腰O 2AD 中,由于BO 1Q2BCQ 2ACDAO 2D,故O1BQ O2AD。又在PAQ 中,由正弦定理 21sinsinsinsiin180/issPABDACBACPQACBDRC其中 R1、R 2分别是BAC 和 DAC 的外接圆半径。