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Last edited by hbghlyj 2025-4-11 01:06高联一百题解答
第二十四题 $\triangle ABC$ 内切圆 $\odot I$ 切 BC 于 $D, AE \perp BC$ 于 $E, F$ 为弧中点,DF 交 $\odot$ $I$ 于 $G$,作 $\triangle B C G$ 的外接圆 $\odot O$,求证:$\odot O, \odot I$ 相切于点 $G$.
证明方法一:如图,连接 $A D$ 交 $\odot I$ 于 $J$,延长 $D I$ 交 $\odot I$ 于 $K$,因为 $D K \px A E$,且 $D G$ 平分 AE ,所以 $D K, ~ D G, ~ D J, ~ D C$ 是一组调和线束,所以四边形 $D K J G$ 是一个调和四边形。过 $J$作 $\odot I$ 切线交 $B C$ 于 $M$,则 $M, ~ D, ~ C, ~ B$ 是一组调和点列,且 $K, ~ G, ~ M$ 三点共线,所以 $D G \perp$ $G M$,所以 $G D$ 平分 $\angle B G C$.延长 $G D$ 交 $\odot O$ 于 $N$,则 $N$ 为弧 $B C$ 中点,所以 $O N \px I D$,所以 $O, I,G$ 三点共线,所以 $\odot O, \odot I$ 相切于点 $G$.
证明方法二:如图,作 $\triangle ABC$ 的 A-旁切圆 $\odot J$ ,设 $\odot J$ 切 BC 于 T ,则 $CT=BD$。延长 AD交 $\odot J$ 于 $L$ ,根据位似关系知 $T L$ 为 $\odot J$ 直径。注意到 $J$ 为 $L T$ 中点,$F$ 为 $A E$ 中点,且 $L T\px A E$ ,所以 $J, ~ D, ~ F, ~ G$ 四点共线。
作 $I S \perp G D$ 于 $S$ ,则 $S$ 为 $G D$ 中点。因为 $\angle I S J=\angle I B J=\angle I C J$ ,所以 $I, ~ S, ~ B, ~ J, ~ C$ 五点共圆。取 $D J$ 中点为 $M$,则 $B D \cdot C D=S D \cdot J D=F D \cdot M D$,所以 $G, ~ B, ~ M, ~ C$ 四点共圆。作 $M N \perp B C$ 于 $N$,则 $N$ 为 $D T$ 中点,进而知 $N$ 为 $B C$ 中点,于是知 $M B=M C$,故 $G M$ 平分 $\angle B G C$,从而知 $\odot O,\odot I$ 相切于点 $G$。
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