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平面几何题目分享(9)一道经过“魔改”的解析几何题

2022-05-05 21:55 作者:一块儿天空  | 我要投稿

(写在前面凑字数)本题集主要由我比较喜欢的平面几何题目组成,也包括一定量改编或自编题。由于信息有限,部分题目可能无法标注出处。题目难度基本会保持在高联难度,有时也会出现一些较简单或较困难的题。(本题集无任何教育功能或目的,仅供娱乐)

原题是一次月考的解析几何大题,题目不难,联立韦达定理爆算就行,就不放上来了。下题是经过魔改的版本。

如图,椭圆长轴AB,焦点F,中心O,P,Q为椭圆上关于长轴对称的两点,PQ交AB于H。△PFH外心为M,连接OM并延长交⊙M于N,过N的⊙M切线交直线PQ于T。求证:TABQ四点共圆。

观察一下图形,不难发现图中有很多熟悉的点。如N点,其轨迹为以AB为直径的圆(用椭圆定义即可推出),较为困难的是T点,结合要证的四点共圆,由圆幂定理,能看出其实T的轨迹应当是一个椭圆(以AB为短轴,离心率于椭圆O相等)。现在的目标很明确:刻画T点。

设另一个焦点为E,类似的,做圆PHE及过D的切线,由跟心定理,易得两切线与PQ三线共点(T)因此点T可看做两条圆O切线的焦点。可是这两条切线又有什么关系呢?

这里要经过一些倒角,但难度不算大。

由垂直,得TDOFN共圆→∠DON=∠DHN

由中点C,M,O→∠DON=∠EPF

由对视角相等,∠FHN=∠FPN,∠EHD=∠EPD

→∠DPN=∠EHF=180°

即D,P,N三点共线。

擦去其他不必要的线,一个经典构型映入眼帘。没错,由圆的调和性,可得调和点列T,P,G,L

由对称性得GP=QL,简单倒边即得GH平方=HP*HT→HA*HB=HQ*HT,再由圆幂定理的逆定理即可证明此题。

以上是这道题的一个略显笨拙几何法,不知道有没有解析法或者更简洁的几何方法。有其他做法的大佬们欢迎在评论区给出你的精彩证明!

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