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[几何] 三角形内切椭圆的一些结论

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hejoseph Posted 2016-1-25 17:08 |Read mode
Last edited by hejoseph 2016-2-9 14:04$\triangle ABC$ 的内切椭圆的中心是 $O$,两焦点分别是 $F_1$、$F_2$,与边 $BC$、$CA$、$AB$的切点分别是 $D$、$E$、$F$,$BC=a$,$CA=b$,$AB=c$,$BD=ty$,$DC=tz$,$CE=uz$,$EA=ux$,$AF=vx$,$FB=vy$,$t$、$u$、$v$、$x$、$y$、$z$ 都是正数,$S_{\triangle ABC}=S$,椭圆长半轴长是 $p$,短半轴长是 $q$,令 $a'=y+z$,$b'=x+z$,$c'=x+y$,以 $a'$、$b'$、$c'$ 为边的三角形面积是 $S'$,
\begin{align*}
\alpha&=a^2\left(-a'^2+b'^2+c'^2\right)+b^2\left(a'^2-b'^2+c'^2\right)+c^2\left(a'^2+b'^2-c'^2\right),\\
\beta&=a^4b'^2c'^2+a'^2b^4c'^2+a'^2b'^2c^4-a^2b^2c'^2\left(a'^2+b'^2-c'^2\right)-a^2b'^2c^2\left(a'^2-b'^2+c'^2\right)-a'^2b^2c^2\left(-a'^2+b'^2+c'^2\right),
\end{align*}

\begin{align*}
&p=\frac{\sqrt{\alpha+2\sqrt{\beta}}}{2\left(a'+b'+c'\right)},\\
&q=\frac{8SS'}{\left(a'+b'+c'\right)\sqrt{\alpha+2\sqrt{\beta}}},\\
&S_{\triangle OBC}:S_{\triangle OCA}:S_{\triangle OAB}=a':b':c',\\
&\frac{S_{\triangle F_1BC}S_{\triangle F_2BC}}{a^2}=\frac{S_{\triangle F_1CA}S_{\triangle F_2CA}}{b^2}=\frac{S_{\triangle F_1AB}S_{\triangle F_2AB}}{c^2}=\frac{q^2}{4}。
\end{align*}

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 Author| hejoseph Posted 2016-1-29 11:37
Last edited by hejoseph 2016-2-6 10:46 $type 三角形的内切椭圆和旁切椭圆.pdf (67.22 KB, Downloads: 7168)
论证过程

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isee Posted 2016-1-29 13:56
回复 2# hejoseph


    这个内切椭圆是怎么画的?请教。

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 Author| hejoseph Posted 2016-1-29 14:13
利用切点的比例还原出 $\triangle A'B'C'$,作出内切圆,然后再用轨迹作出椭圆就可以了,文档中也是用这个方法求那些量的。

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isee Posted 2016-1-29 14:16
利用切点的比例还原出 $\triangle A'B'C'$,作出内切圆,然后再用轨迹作出椭圆就可以了,文档中也是用这个 ...
hejoseph 发表于 2016-1-29 14:13
thx,琢磨琢磨。

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 Author| hejoseph Posted 2016-1-29 14:19
$type 三角形内切椭圆.gsp (31.56 KB, Downloads: 4029)
之前推导做的一个几何画板文件,你看看应该明白的

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 Author| hejoseph Posted 2016-2-6 10:46
更新了旁切椭圆的内容

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 Author| hejoseph Posted 2016-2-19 16:33
补充一些结论:设置 $\triangle ABC$ 边 $BC$、$CA$、$AB$ 的中点分别是 $D$、$E$、$F$,则 $\triangle ABC$ 的内切椭圆在 $\triangle DEF$ 内;设 $BC$ 的切点是 $T$,点 $T$ 固定,$AT$ 的中点为 $M$,则内切椭圆的中心轨迹是线段 $DM$。
有上面的结论,若给定内切椭圆的中心位置,切点就很容易作图确定了。

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2025-5-31 11:21 GMT+8

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