九点圆
三角形三边的中点,三高的垂足和三个欧拉点(连结三角形各顶点与垂心所得三线段的中点)九点共圆。通常称这个圆为九点圆(nine-point circle),或欧拉圆、费尔巴哈圆。 九点圆是一个更一般的定理:垂心四面体12点共球(各棱的中点,各棱相对于对棱的垂心)的一个特例。当一个顶点被压入所对面的时候,12点的共球就退化为9点共圆。
作图如下:△ABC的BC边垂足为D,BC边中点为L,
AC边垂足为E,AC边中点为M,AB边垂足为F,AB边中点N,
垂心为H,AH,BH,CH中点分别为P,Q,R(思路:以PL为直径,其它任意某点,去证P某L为90°)
证明:(由中位线)PM∥CH,LM∥AB,又CH⊥AB∴PM⊥LM,又PD⊥LD
∴PMDL共圆。
(由中位线)PR∥AC,LR∥BH,BH⊥AC,所以PR⊥LR
∴PMRDL五点共圆。
PE为Rt△AHE斜边中线
∴角PEA等于PAE
同理∠LEC等于∠LCE所以∠PEL等于180减去∠ADC
∴∠LEP等于90°
∴PEMRDL六点点共圆,PL为直径,同理PFNQL五点共圆,PL为直径
∴PEMRDLQNF九点共圆,PL为直径,PL中点(设为V)就是圆心
下证 九点圆的圆心在垂心与外心连线的中点
O为外心,OL平行等于AH一半(这个小定理我就不证明了)所以OL平行等于PH
OLPH为平行四边形,V是PL中点,就是OH中点
九点圆具有许多有趣的性质,例如:
1. 三角形的九点圆的半径是三角形的外接圆半径之半;
2. 九点圆的圆心在欧拉线上,且恰为垂心与外心连线的中点;
3. 三角形的九点圆与三角形的内切圆,三个旁切圆均相切(费尔巴哈定理);
欧拉线
三角形的外心、重心、九点圆圆心、垂心,依次位于同一直线上,这条直线就叫三角形的欧拉线,且外心到重心的距离等于垂心到重心距离的一半。
设H,G,O,分别为△ABC的垂心、重心、外心。联结AG并延长交BC于D, 则可知D为BC中点。
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