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角平分线定理

2021-08-21 07:22 作者:五行相生  | 我要投稿

在 ΔABC 中, 点 D 在 BC 上, 且 AD 平分 ∠ BAC, 此时有

%5Cfrac%7BBD%7D%7BCD%7D%20%3D%20%5Cfrac%7BAB%7D%7BAC%7D

这就是角平分线定理.

利用三角形相似, 可以证明该定理的.

我们过 B 作 BE⊥AD 于 E, 过 C 作 CF⊥AD 于 F,

在 ΔBDE 和 Δ CDF 中,

%5Cangle%20BED%20%3D%20%5Cangle%20CFD%0A%3D%2090%5E%7B%5Ccirc%7D

%5Cangle%20BDE%20%3D%20%5Cangle%20CDF

%E2%88%B4%20%5CDelta%20BED%20%E2%88%BD%5CDelta%20CFD

%E2%88%B4%20%5Cfrac%7BBD%7D%7BCD%7D%20%3D%0A%5Cfrac%20%7BBE%7D%7BCF%7D

%E2%88%B5~AD%20~%E5%B9%B3%E5%88%86%20~%5Cangle%20BAC

%E2%88%B4%20%5Cangle%20BAE%20%3D%20%5Cangle%20CAF

在 ΔAEB 和 ΔAFC 中,

%5Cangle%20BAE%20%3D%20%5Cangle%20CAF

%5Cangle%20AEB%20%3D%0A%5Cangle%20AFC%20%3D%2090%5E%20%5Ccirc

%E2%88%B4%20%5CDelta%20BAE%20%E2%88%BD%20%5CDelta%20CAF

%E2%88%B4%20%5Cfrac%7BBE%7D%7BCF%7D%20%3D%20%5Cfrac%7BAB%7D%7BAC%7D

%E5%8F%88~%20%E2%88%B5%20%5Cfrac%7BBD%7D%7BCD%7D%0A%3D%20%5Cfrac%20%7BBE%7D%7BCF%7D

%E2%88%B4%20%5Cfrac%7BBD%7D%7BCD%7D%20%3D%0A%5Cfrac%20%7BAB%7D%7BAC%7D

使用正弦定理, 也可以证明该定理, 但是, 它不在初中范围内.


另外, 它的逆定理也是正确的.

在 ΔABC 中, D 是 BC 上的一点, 且满足

%5Cfrac%7BBD%7D%7BCD%7D%20%3D%0A%5Cfrac%7BAB%7D%7BAC%7D

则 AD 平分 ∠BAC.

证明过程如下:

作同样的辅助线, BE⊥AD, CF⊥AD,

证明出 %5CDelta%20BED%20%E2%88%BD%5CDelta%20CFD

%E2%88%B4%20%5Cfrac%7BBE%7D%7BCF%7D%20%3D%20%5Cfrac%7BBD%7D%7BCD%7D

%E2%88%B5%20%5Cfrac%7BBD%7D%7BCD%7D%0A%3D%20%5Cfrac%7BAB%7D%7BAC%7D

%E2%88%B4%20%5Cfrac%7BBE%7D%7BCF%7D%0A%3D%20%5Cfrac%7BAB%7D%7BAC%7D

%E8%AE%BE%20~~k%3D%20%5Cfrac%7BBE%7D%7BCF%7D%20~%2C

%E5%88%99%20~~BE%20%3D%20k%20%5Ccdot%20CF%2C%0A~~%20AB%20%3D%20k%5Ccdot%20AC%2C

%E5%9C%A8~%20Rt%5CDelta%20AED%20~%E4%B8%AD%20~%2C

AB%5E2%20%3D%20AE%5E2%20%2B%20BE%5E2

%E2%88%B4%20(k%20%5Ccdot%20AC)%5E2%20%3D%0AAE%5E2%20%2B%20(k%20%5Ccdot%20CF)%5E2

%E2%88%B4%20AE%5E2%20%3D%20k%5E2(AC%5E2%20-%20CF%5E2)%0A~~~%20%E2%91%A0%20~~

%E5%9C%A8%20~Rt%20%5CDelta%20ACF%20~%E4%B8%AD%20~%2C

AC%5E2%20%3D%20AF%5E2%20%2B%20CF%5E2

%E2%88%B4AF%5E2%20%3D%20AC%5E2%20-%20CF%5E2%0A~~~~~%20%E2%91%A1~~

对比 ① 和 ② 式, 可知

%5Cfrac%7BAE%7D%7BAF%7D%20%3D%20k

%E2%88%B4%20%5Cfrac%7BAE%7D%7BAF%7D%0A%3D%20%5Cfrac%7BBE%7D%7BCF%7D

%E5%9C%A8~%20%5CDelta%20AEB%20~%E5%92%8C~%20%5CDelta%20AFC%20~%E4%B8%AD%20~%2C

%5Cfrac%7BAE%7D%7BAF%7D%20%3D%20%5Cfrac%7BBE%7D%7BCF%7D%0A%3D%20%5Cfrac%7BAB%7D%7BAC%7D

%E2%88%B4%20%5CDelta%20ABE%20%E2%88%BD%5CDelta%20ACF

%E2%88%B4%20%5Cangle%20BAE%20%3D%20%5Cangle%20CAF

于是, AD 就平分 ∠BAC 啦.

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