怎么证明九点圆定理?
先介绍一个三割线定理
三割线定理:PAB、PCD为⊙O的两任意割线,AD与BC交于Q,PQ交⊙O于E、F,则1/PE+1/PF=2/PQ
根据题意,设CF,ED交点为M,且PM交AB与N点
再设PM交圆o与X,Y点
则PM/2=(PX*PN)/(PX+PN)
PN/2=(PX*PN)/(PX+PN)
所以PM=PN又因为P,M,N共线,
所以M与N重合,所以CF,ED相交于AB上
九点圆的证明
如右图所示,△ABC的BC边垂足为D,BC边中点为L。证法为以垂心H为位似中心,1/2为位似比作位似变换。连结HL并延长至L',使LL'=HL;做H关于BC的对称点D'。显然,∠BHC=∠FHE=180°-∠A,所以∠BD'C=∠BHC=180°-∠A,从而A,B,D',C四点共圆。又因为BC和HL'互相平分于L,所以四边形BL'CH为平行四边形。故∠BL'C=∠BHC=180°-∠A,从而A,B,L',C四点共圆。综上,A,B,C,D',L'五点共圆。显然,对于另外两边AB,AC边上的F,N,E,M也有同样的结论成立,故A,B,C,D',L',F',N',E',M'九点共圆。此圆即△ABC的外接圆⊙O。接下来做位似变换,做法是所有的点(⊙O上的九个点和点O本身)都以H为位似中心进行位似比为1/2的位似变换。那么,L'变到了L(因为HL'=2HL),D'变到了D(因为D'是H关于BC的对称点),B变到了Q,C变到了R(即垂心与顶点连线的中点)。其它各点也类似变换。O点变成了OH中点V。位似变换将圆仍映射为圆(容易用向量证明),因此原来在⊙O上的九个点变成了在⊙V上的九个点,且⊙V的半径是⊙O的一半。这就证明了三角形三边的中点,三高的垂足和三个欧拉点都在一个圆上。