2022年高中数学竞赛平面几何定理 .docx
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1、精品_精品资料_平面几何基础学问基本定理、基本性质1. 勾股定理毕达哥拉斯定理广义勾股定理 1锐角对边的平方,等于其他两边之平方和,减去这两边中的一边和另一边在这边上的射影乘积的两倍2钝角对边的平方等于其他两边的平方和,加上这两边中的一边与另一边在这边上的射影乘积的两倍2. 射影定理欧几里得定理可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_3. 中线定理巴布斯定理 设ABC 的边 BC 的中点为 P,就有AB 2AC 22 AP 2BP 2 .可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_2b 22c 2a 2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_中线长:ma2可编辑资料 - -
2、 - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_4. 垂线定理: ABCDAC 2AD 2BC 2BD 2 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_高线长: ha2p p aa pbpcbc sin A ac sin Bbsin C 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_5. 角平分线定理:三角形一个角的平分线分对边所成的两条线段与这个角的两边对应成比例可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_如 ABC 中, AD 平分 BAC,就 BDDCAB .外角平分线定理 AC可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - -
3、 欢迎下载精品_精品资料_角平分线长: t a2bcp pa2bc cos A 其中 p 为周长一半可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_bcbc2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_6. 正弦定理:a sin Ab sin Bc sin C2R ,其中 R 为三角形外接圆半径可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_27. 余弦定理: ca 2b 22ab cosC 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_8. 张角定理:sinBAC ADsinBAD ACsinDACAB可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_9. 斯特瓦尔特 Stewart定理
4、:设已知 ABC 及其底边上B、C 两点间的一点 D,就有AB2 DC+AC2 BD AD2BCBCDCBD10. 圆周角定理:同弧所对的圆周角相等,等于圆心角的一半圆外角如何转化?11. 弦切角定理:弦切角等于夹弧所对的圆周角12. 圆幂定理:相交弦定理:垂径定理:切割线定理割线定理 :切线长定理:13. 布拉美古塔 Brahmagupta定理: 在圆内接四边形 ABCD 中, AC BD,自对角线的交点 P 向一边作垂线,其延长线必平分对边14. 点到圆的幂:设 P 为O 所在平面上任意一点, PO=d, O 的半径为 r,就 d2 r 2 就是点 P 对于 O 的幂过 P 任作始终线与
5、O 交于点 A、B,就 PAPB= |d2r 2|“到可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_两圆等幂的点的轨迹是与此二圆的连心线垂直的一条直线, 假如此二圆相交, 就该轨迹是此二圆的公共弦所在直线”这个结论这条直线称为两圆的“根轴” 三个圆两两的根轴假如不相互平行,就它们交于一点,这一点称为三圆的“根心” 三个圆的根心对于三个圆等幂 当三个圆两两相交时, 三条公共弦 就是两两的根轴 所在直线交于一点15. 托勒密 Ptolemy定理:圆内接四边形对角线之积等于两组对边乘积之和,即ACBD=ABCD+ADBC, 逆命题成立 广义托勒密定理 ABCD+ADBCACBD16. 蝴蝶定理:
6、AB 是O 的弦, M 是其中点,弦 CD、EF 经过点 M,CF、DE 交AB于 P、Q,求证: MP=QM17. 费马点: 定理 1 等边三角形外接圆上一点,到该三角形较近两顶点距离之和等于 到另一顶点的距离. 不在等边三角形外接圆上的点, 到该三角形两顶点距离之和大于到另一点的距离 定理 2 三角形每一内角都小于120时,在三角形内必存在一点,它对三条边所张的角都是120,该点到三顶点距离和到达最小,称为“费马点” ,当三角形有一内角不小于120时,此角的顶点即为费马点18. 拿破仑三角形:在任意ABC 的外侧,分别作等边 ABD、 BCE、 CAF,就 AE、AB、CD 三线共点,并且
7、AEBFCD,这个命题称为拿破仑定理以 ABC 的三条边分别向外作等边 ABD、BCE、CAF,它们的外接圆 C1 、 A1 、B1 的圆心构成的外拿破仑的三角形,C1 、 A1 、 B1 三圆共点,外拿破仑三角形是一个等边三角形. ABC 的三条边分别向 ABC 的内侧作等边 ABD、BCE、 CAF,它们的外接圆 C2 、 A2 、 B2 的圆心构成的内拿破仑三角形, C2 、 A2 、 B2 三圆共点,内拿破仑三角形也是一个等边三角形这两个拿破仑三角形仍具有相同的中心19. 九点圆 Nine point round 或欧拉圆或费尔巴赫圆 :三角形中,三边中心、从各顶点向其对边所引垂线的垂
8、足,以及垂心与各顶点连线的中点,这九个点在同一个圆上, 九点圆具有很多好玩的性质 ,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 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_20. 欧拉Euler线:三角形的外心、重心、九点圆圆心、垂心依次位于同始终线欧拉线上21. 欧拉Euler公式:设三角形的外接圆半径为R,内切圆半径为 r,外心与内心的距离为 d,就 d2=R2 2Rr22. 锐角三角形的外接圆半径与内切圆半径的和等于外心到各边距离的和23. 重心:三角
9、形的三条中线交于一点,并且各中线被这个点分成2: 1 的两部分.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_G xAxBxC3, y AyB3yC 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_重心性质:1设 G 为ABC 的重心,连结 AG 并延长交 BC 于 D,就 D 为 BC 的中点,可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_就 AG: GD2 : 1.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_2设 G 为ABC 的重心,就S ABGS BCGS ACG1.S ABC3可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_3设 G 为ABC 的重心,过 G 作 DEBC 交
10、 AB 于 D,交 AC 于 E,过 G 作PFAC 交 AB 于 P,交 BC 于 F,过 G 作 HK AB 交 AC 于 K,交 BC 于 H,可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_就 DEBCFPKHCAAB2 ; DE3 BCFPKH2 . CAAB可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_4设 G 为ABC 的重心,就可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_ BC 2 GA23GA22GBCA 22GC3GB 21 AB 23AB 2BC3GC 2 .2CA 2 .可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料
11、_ PA2PB 2PC 2GA 2GB 2GC 23PG 2 P 为ABC 内任意一点.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_到三角形三顶点距离的平方和最小的点是重心,即GA2GB 2GC 2最小.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_三角形内到三边距离之积最大的点是重心. 反之亦然即满意上述条件之一, 就 G 为ABC 的重心24. 垂心:三角形的三条高线的交点.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_ax AH cos Aabx Bcos Bbccos C caxCy A, cos Aaby Bcos BbcyCc
12、os C c可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_cos Acos Bcos Ccos Acos Bcos C可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_垂心性质:1三角形任一顶点到垂心的距离,等于外心到对边的距离的2 倍.2垂心 H 关于ABC 的三边的对称点,均在 ABC 的外接圆上.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_3ABC 的垂心为 H,就ABC, ABH, BCH,ACH 的外接圆是等圆. 4 设O, H分别 为 ABC的 外心 和 垂 心 , 就可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_BAOHAC ,CBOABH ,BCOHCA 可编辑资料 -
13、- - 欢迎下载精品_精品资料_25. 内心:三角形的三条角分线的交点内接圆圆心,即内心到三角形各边距离相等.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_I ax AabxB bcxCc, ayAabyB bcyC c可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_内心性质:1设 I 为ABC 的内心,就 I 到ABC 三边的距离相等,反之亦然.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_2设 I 为ABC 的内心,就BIC901A,2AIC901B,2AIB901C . 2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_3三角形一内角平分线与其外接圆的交点到另两顶点的距离与到内心的距
14、离相等.反之,假设 A 平分线交 ABC 外接圆于点 K ,I 为线段 AK 上的点且满意 KI=KB , 就 I 为ABC 的内心.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_4设I 为ABC 的内心, BCa, ACb, ABc,A平分线交 BC 于 D,交ABC 外可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_接圆于点 K,就 AIIDAKIKKIKDbc . a可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_5设 I 为ABC 的内心, BCa, ACb, ABc, I 在BC, AC
15、, AB上的射影分别为D, E, F ,可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_内 切 圆 半 径 为 r, 令p1 a2bc, 就 S ABCpr. 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_AEAFpa; BDBFpb; CECDpc .abcrpAIBICI 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_26. 外心:三角形的三条中垂线的交点外接圆圆心, 即外心到三角形各顶点距离相等.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_sin 2AxAOsin 2Asin 2BxB
16、sin 2Bsin 2CxC sin 2Csin 2 AyA,sin 2Asin 2ByB sin 2Bsin 2Cy Csin 2C可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_外心性质:1外心到三角形各顶点距离相等.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_2设 O 为ABC 的外心,就BOC2A 或BOC3602A .可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_3 Rabc 4 S.4锐角三角形的外心到三边的距离之和等于其内切圆与外可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_接圆半径之和27. 旁心:一内角平分线与两外角平分线交点旁切圆圆心.设ABC 的三边可编辑资料 -
17、 - - 欢迎下载精品_精品资料_BCa, ACb, ABc, 令 p1 a2bc,分别与BC , AC , AB外侧相切的旁切圆圆心记为可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_I A , I B , I C,其半径分别记为r A , rB , rC 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_旁心性质:1式子.BI AC901A,2BI B CBI C C1A, 对于顶角 B, C 也有类似的2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_21I AI B I CA 2C .可编辑资
18、料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_3设AI A 的连线交 ABC 的外接圆于 D,就DI ADBDC对于BI B , CI C 有同样的可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_结论.4ABC 是IAI BI C 的垂足三角形,且 I AI BIC 的外接圆半径为 2RR 等于ABC 的直径可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_28. 三角形面积公式:可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_S ABC1aha21 ab sin C 2abc 4R2R 2sinAsinB
19、 sin Ca 24cot Ab 2cot Bc2cot C 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_pr径, p1 a2p pba pc b pc ,其中ha 表示 BC 边上的高, R 为外接圆半径, r 为内切圆半可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_29. 三角形中内切圆,旁切圆和外接圆半径的相互关系:可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_ar4Rsin A sin B sin C ; r4RsinA cos B cos C , rb4Rcos A sin B cosC, rc4RcosA cos B sin
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