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[几何] 求助简单解法

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迷几何 发表于 2013-12-27 22:24 |阅读模式
1001.jpg
求助此题有没有什么简单的解法

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爪机专用 发表于 2013-12-28 02:15
可否先亮一下你所知道的复杂解法,以免重复。

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其妙 发表于 2013-12-28 12:47
可否先亮一下你所知道的复杂解法,以免重复。
爪机专用 发表于 2013-12-28 02:15

对,这样才知道解法是否比楼主的简单,如果比楼主的复杂,我就不拿出来了

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 楼主| 迷几何 发表于 2013-12-28 16:03
建坐标系硬算的,超级麻烦。希望找到平面几何味道浓一点的解法

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乌贼 发表于 2013-12-29 10:13
要证$BCM$外接圆圆心$O$与$M$的连线$OM$与$CN$平行,…… 212.png

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tommywong 发表于 2013-12-29 10:29
0bd162d9f2d3572c_1388230770.jpg
现充已死,エロ当立。
维基用户页:https://zh.wikipedia.org/wiki/User:Tttfffkkk
Notable algebra methods:https://artofproblemsolving.com/community/c728438
《方幂和及其推广和式》 数学学习与研究2016.

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kuing 发表于 2013-12-29 14:38
回复 6# tommywong

咦,看到这个图,我就想起这道题:
kkkkuingggg.haotui.com/viewthread.php?tid=1001
想了想,的确可以用此贴的结论来证明本题。
oldkk1001_1.jpg
oldkk1001_2.jpg

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isee 发表于 2013-12-29 17:31
本帖最后由 isee 于 2018-6-7 14:09 编辑
回复  tommywong

咦,看到这个图,我就想起这道题:

想了想,的确可以用此贴的结论来证明本题。 ...
kuing 发表于 2013-12-29 14:38



   
哈哈,百变题!

这题真是TMD的独到!




===============
我特别想知道这道题如果站在高等几何(主要是指射影)的观点下,如下统一,推广,下个结论。

感叹知识匮乏
===============



还有一个变式,不知道是在老论坛,还是在新论坛,点幺还是谁,给出了好几种相似的证明!

也漂亮极了!

找到了  kkkkuingggg.haotui.com/thread-1488-1-1.html  老论坛"


===
2018.06.07 更新
可惜老论坛已经找不开了,漂亮的初等证明是不能直接看到了,不过,这里却有个高等证明,很好
kuing.cjhb.site/forum.php?mod=viewthread&tid=3630&from=favorites

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kuing 发表于 2013-12-29 17:52
回复 9# isee

就我给那链接里的题大概可能可以推广到这样:有心二次曲线 $\Gamma$ 上有关于其中心 $O$ 对称的两点 $P$, $Q$,作 $\Gamma$ 在 $P$ 处的切线,在切线上任取一点 $R$,过 $R$ 作一直线与 $\Gamma$ 交于两点 $S$, $T$,直线 $OR$ 分别与直线 $QS$, $QT$ 交于 $X$, $Y$,则 $OX=OY$。

至于楼主这道就不好说了,因为一般二次曲线没有圆周角相等这类结论。

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kuing 发表于 2013-12-29 17:59
回复 11# kuing

椭圆情况的图形:
QQ截图20131229175838.gif

双曲线情况的图形:
QQ截图20131229180736.gif

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乌贼 发表于 2013-12-29 20:11
在思考过程中得到一变式,也没想出来,不知与链接有没有关联……
如图,$AB,CD$为圆的直径,弦$AD,EB$交于$G$点,$AF//CD$,求证$CF$平分$AG$。
213.png

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isee 发表于 2013-12-30 15:24
综上写一个过程,不同于网上的常见的两种过程。

题目:如图,$\angle C=90^\circ$,$D$是$AB$中点,$BM \perp AB $,求证:$\angle DBN=\angle BCM$。


snap.png


证明:

作$\triangle ABC$的外接圆$D$交$CM$于$F$,连接$AF$交$MN$于$N'$,则$\angle BCM=\angle DBN \iff \angle BAF =\angle DBN \iff AF \sslash NB$。


过圆心$D$作$l\perp MN$,将点$A$沿$l$对称,则其对称点 $A'$ 依然在圆$D$ 上。


连接$A'N',A'F,A'M$,又$AB$是圆$D$的直径,由上面对称作图知$\angle MDB= \angle NDA =\angle A'DM,DB=DA',DM=DM \Rightarrow \triangle MBD \cong MA'D \Rightarrow \angle DA'M=90^\circ$ 。


故$A',D,B,M$四点共圆,连$A'B$,有$\angle A'MD= \angle A'BD=\angle A'BA=\angle A'FA=\angle A'FN'$。


故$A',N',F,M$四点共圆,有$\angle MA'N'=\angle N'FC=\angle AFC=\angle ABC$。


于是$\angle MA'N'+\angle DA'N'=\angle DA'M=90^\circ=\angle ABC+\angle CAB\Rightarrow \angle DA'N'=\angle CAB=\angle DAN$。


进一步有$ \triangle N'A'D \cong \triangle NAD \Rightarrow DN'=DN$,又$DA=DB$,从而有平行四边形$ANBN'$,即有$AF \sslash NB$。

证毕。

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isee 发表于 2013-12-30 15:30
集众人力量,联想到蝴蝶定理的证明,偶得此法。欣然。

由以上证法,知当N在圆外时,D依然是NN'的中点。


经典难题,真的变态题!!

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isee 发表于 2013-12-30 15:31
不过,费解的是,此解法,原题中的E点完全是多余的。

不知道标准答案又是怎样的。

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乌贼 发表于 2013-12-30 16:23
回复 12# isee

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isee 发表于 2013-12-30 23:07
本帖最后由 isee 于 2013-12-30 23:38 编辑 因为9楼成立是互为充要的,从而此帖的变式里有逆命题,即证切线,也很难证。

现给出一个类似的过程,这里以圆为例,虽然看着简单,在众多线下,真是难看清的。

(包装一下的)原命题:如图,已知$AD$是三角形$ABC$的外接圆$O$的直径,过点$D$的切线交$BC$的延长线于$P$,$PO$分别交$AB,AC$于$M,N$。求证:$OM=ON$。(具体证明,可以参见本帖里的讨论及其帖中链接等等,至少有三种方法)

逆命题:如图,已知$AD$是三角形$ABC$的外接圆$O$的直径,过点$O$的直线交$BC$的延长线于$P$,$PO$分别交$AB,AC$于$M,N$,若$OM=ON$。求证:$DP$为圆$O$切线。


snap1.png


简要证明:

依然过$O$作$MN$的垂线$l$,将三角形$AMO$关于$l$作轴对称,则$M$与$N$重合,$A$的对称点仍然在圆$O$上。

则等腰梯形$AMNA'$,于是$\angle A'NP=\angle BAA'=\angle PCA'$,从而$A',N,C,P$四点共圆。
另一方面,容易得到$\triangle ODP \cong \triangle OA'P$。
则$\angle ODP=\angle OA'P=\angle OA'N+\angle NA'P=\angle BAD +\angle ADB=90^\circ$,证毕。




=============
后记
大约是在2006或2007年见到此题,到今天才独立完全此题,其间见无数次及其变式

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乌贼 发表于 2013-12-30 23:54
回复 12# isee
直接作$M$的另一切点$A'$,证明过程更简洁,可不用对称轴(不好理解)。

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乌贼 发表于 2013-12-31 12:27
本帖最后由 乌贼 于 2013-12-31 13:38 编辑 回复 17# 乌贼
把它写出来,权当学习,isee切点与共圆应用太巧,点睛之笔(在证明$\angle DMC=\angle  DMC'=\angle AFC',\angle ACB=\angle AFB=\angle GC'M=$过程中),令人惊叹……
$\angle AFC'+\angle MDC'=\angle DMC'+\angle MDC'=90^\circ\riff\angle AFC'=\angle GMC'\riff C'GFM$ 四点共圆$\angle ACB=\angle AFB=\angle GC'B
=\angle GCB\riff\angle EAD=\angle DC'G=\angle DCG\riff\triangle AED\cong\triangle C'GD\cong\triangle CGD\riff$四边形$AGCE$为平行四边形$\riff AF//CE
\riff\angle FBC=\angle FAC=\angle ACE$
217.png

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乌贼 发表于 2013-12-31 14:00

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isee 发表于 2013-12-31 14:09
回复  isee
直接作$M$的另一切点$A'$,证明过程更简洁,可不用对称轴(不好理解)。 ...
乌贼 发表于 2013-12-30 23:54


作对称,完全是受蝴蝶定理证明方法的影响。

思考的目标是证D是NN'的中点,哪些都是深思倒推的结果。
因为蝴蝶定理证明用过很多这种倒角,唯熟悉耳。

碰巧的是,MA'正好是另一切线,工整啊。

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