2022年初中数学奥林匹克中的几何问题:第二章塞瓦定理及应用 .pdf
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1、第二章塞瓦定理及应用习题 A 1对ABC及点 O,由塞瓦定理可得3AFFB,34AFAB又对ADC与截线 FOC,由梅涅劳斯定理得4AOOD,45AOAD,故3 4 34 5 5AFOABDSS,由此可知25BDOFABDSS又14ABDABCSS,所以2 115410BDOFABCSS2在ABC中由题设及塞瓦定理有1BDCEAFDCEAFB又有BDCD,DCD B,CEAE,EAE C,AFBF,FBF A,故1CDBFAED BF AE C由塞瓦定理之逆知AD,BE,CF 三线共点3由割线定理有AF AFAE AE,即AFE AEAAF同理,BDF BFBBD,CED CDCCE三式相乘并
2、适当交换位置,有BDCEAFD CE AF BDCEAFBBDCEAF由塞瓦定理知1BDCEAFDCEAFB,再由塞瓦定理之逆知AD,BE,CF 三线共点4设ABC的边 BCa,CAb,ABc,周长为 2s,过顶点A,B,C 且平分ABC周长的直线分别交 BC,CA,AB于点D,E,F,则由 BDCDa,cBDbCD,求得1()2BDabcsc,1()2CDcabsb同理C Es,AEsbCD,BFsaCE 故有1BDCEAFDCEAFB由塞瓦定理之逆,知AD,BE,CF 共点5令3B A Ca,3ABC,3ACB,由角平分线性质有QXAQXRAR,BYBRYPBP,PZCPZQCQ由正弦定理
3、,有sinsinBRAR,sinsinCPBP,sinsinAQCQ,于是1QXBYPZBRCPXRYPZQAR CQ由塞瓦定理之逆,值PX,QY,RZ三线共点6令3BAC,3ABC,3ACB,由平分线性质有EXAEFXAF,FYBFYDBD,DZCDZECE设ABC的外接圆半径为R,由正弦定理有2sin3sin(60)8sinsin(60)sin(60)sin(60)RAFR,sinsin(60)sin(60)子啊AEF中,由余弦定理及公式222sin()sinsinsinsincos()xyxyxyxy,求得8sin(60)sin(60)sin(60)EFR由sinsinsin(60)AE
4、AFEFAFEAEF,知 sinsinAFE,sinsinAEF,故sinsinAEAF同理,sinsinBFBD,sinsinCDCE于是1EXFYDZXFYDZE,由塞瓦定理之逆,知DX,EY,FZ三线共点7 由正弦定理,有 sinsinEAEAAAA EAE,sinsinA FA AFAAFAF 两式相除并注意AEAF,有 sinsinAA EAA F,则sinsinEAAEAA AFA F,即sinsinCAAEAA ABA F同理sinsinABBFBB BCB D,sinsinBCCDCC CAC E三式相乘,得sinsinsinsinsinsinCAAABBBCCEAFBDCA
5、ABB BCC CAA FB DC E由于DA EB,FC 共点于 O,则上式右边等于1,从而左边亦等于1由塞瓦定理之逆,知AA,BB,CC 共点8设AD,BE,CF 分别与 B C,C A,A B垂直于D,E,F,且AD,BE,CF 共点于P A G,BH,CL 分别与 BC,CA,AB垂直于 G,H,L又锐角HB A与ACP 的两边分别垂直,故HB AACP,同理,B A GPCB,从而sinsinsinsinHB AACPB A GPCB类 似 地 有sinsinsinsinGA CCBPA C LPBA,sinsinsinsinLC BBAPPBAPAC 三 式 相 乘 并 适 当 整
6、 理,有sinsinsinsinsinsinsinsinsinsinsinsinGA CLC BHB AACPCBPBAPB A GA C LC B HPCBPBAPAC由ABC重AP,BP,CP 共点及角元形式的塞瓦定理,知上式右边等于1,从而左边也等于1,也等于 1 由塞瓦定理之逆,知 A G,BH,C L 三线共点9设PBCx,则40ABPx,由sin80sinsin101sin 20sin(40)sin30 xx,求得20 x10设ACDx,则50BCDx,由sin10sin 40sin1sin 70sin10sin(50)xx,求得30 x11设MBAx,则70MAC,由sin20s
7、in20sin(70)1sin60sin10sinxx,及sin20sin 40sin80sin(70)sin60sin(70)sin60sin2sin 402sin 40 xxx,求得30 x12连AP,设P ACx,则110BAPx对ABC及点P,有sin(1 10)sin20s in2 01s ins in20s in 1 0 xx,求得80 x此时80APC过M作EMAP交 PC 于E,则梯形APEM为等腰梯形,有PMAE 又50ANENBCBCN,18050AEPAMPMABABM,则A NA E,故 PMAN 13设NCBx,则20ACNx,由sin 20sin30sin(20)1
8、sin100sin10sinxx,求的10 x14设ACDx,则40BCDx,由sin10sin 40sin1sin 70sin 20sin(40)xx,求得30 x15设MBCx,则50ABMx,由sin60sinsin101sin40sin(50)sin20 xx及1sin60sin(50)sin60sin4sin 20sin40sin80sin(50)2sin 202sin 20 xxx,求得30 x15设PAcx,80PABx,由sin(80)sin40sin101sinsin30sin 20 xx及4sin10sin50sin70sin(80)sin30sin(80)sinsin50
9、sin50 xxx,求得30 x 分别在APC,BPC,ABC中 由 正 弦 定 理,有si n 4 0s i n 4 0si n 1 0s i n 1 0CAAP,sin20sin40BPPC,sin301sin802cos10ABCB 故.1CAABBPCABP ABAPPCCBAPPC CB17连BP,设ABPx,则40PBCx,对ABC及点P有sin 20sin(40)sin301sin80sinsin10 xx,求得20 x连 PQ,设APQy,则70QPCy 对APC及点 Q 有sin60sin(70)sin101sin20sinsin20yy,求得40y此时,40APQPABBA
10、P,故B,P,Q 共线18 设A B Px,则50PBCx 对ABC及点P有sin 60sin(50)sin101sin 20sinsin 40 xx 求得20 x,即有20PBQ连 PQ,设Q P Cy,则110BPQy 对B CP及点 Q 有sin(110)sin101sinsin20yy,求得30y,即有80BPQ又18080BQPPBQBPQ,故 BPBQ 19 连DI,IC,由 ABAC及I为 内 心,知20BCIIBCIBD 又 由BDBI,知80BDI设DCIx,则40IDCx,对BCD及点I有sin80sin20sin1sin(40)sin 20sin 20 xx,文档编码:C
11、B10R7V10B4S4 HX7Q1I10S7U1 ZE4F8C4C1I10文档编码:CB10R7V10B4S4 HX7Q1I10S7U1 ZE4F8C4C1I10文档编码:CB10R7V10B4S4 HX7Q1I10S7U1 ZE4F8C4C1I10文档编码:CB10R7V10B4S4 HX7Q1I10S7U1 ZE4F8C4C1I10文档编码:CB10R7V10B4S4 HX7Q1I10S7U1 ZE4F8C4C1I10文档编码:CB10R7V10B4S4 HX7Q1I10S7U1 ZE4F8C4C1I10文档编码:CB10R7V10B4S4 HX7Q1I10S7U1 ZE4F8C4C1I
12、10文档编码:CB10R7V10B4S4 HX7Q1I10S7U1 ZE4F8C4C1I10文档编码:CB10R7V10B4S4 HX7Q1I10S7U1 ZE4F8C4C1I10文档编码:CB10R7V10B4S4 HX7Q1I10S7U1 ZE4F8C4C1I10文档编码:CB10R7V10B4S4 HX7Q1I10S7U1 ZE4F8C4C1I10文档编码:CB10R7V10B4S4 HX7Q1I10S7U1 ZE4F8C4C1I10文档编码:CB10R7V10B4S4 HX7Q1I10S7U1 ZE4F8C4C1I10文档编码:CB10R7V10B4S4 HX7Q1I10S7U1 ZE
13、4F8C4C1I10文档编码:CB10R7V10B4S4 HX7Q1I10S7U1 ZE4F8C4C1I10文档编码:CB10R7V10B4S4 HX7Q1I10S7U1 ZE4F8C4C1I10文档编码:CB10R7V10B4S4 HX7Q1I10S7U1 ZE4F8C4C1I10文档编码:CB10R7V10B4S4 HX7Q1I10S7U1 ZE4F8C4C1I10文档编码:CB10R7V10B4S4 HX7Q1I10S7U1 ZE4F8C4C1I10文档编码:CB10R7V10B4S4 HX7Q1I10S7U1 ZE4F8C4C1I10文档编码:CB10R7V10B4S4 HX7Q1I1
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15、 HX7Q1I10S7U1 ZE4F8C4C1I10文档编码:CB10R7V10B4S4 HX7Q1I10S7U1 ZE4F8C4C1I10文档编码:CB10R7V10B4S4 HX7Q1I10S7U1 ZE4F8C4C1I10文档编码:CB10R7V10B4S4 HX7Q1I10S7U1 ZE4F8C4C1I10文档编码:CB10R7V10B4S4 HX7Q1I10S7U1 ZE4F8C4C1I10文档编码:CB10R7V10B4S4 HX7Q1I10S7U1 ZE4F8C4C1I10文档编码:CB10R7V10B4S4 HX7Q1I10S7U1 ZE4F8C4C1I10文档编码:CB10R
16、7V10B4S4 HX7Q1I10S7U1 ZE4F8C4C1I10文档编码:CB10R7V10B4S4 HX7Q1I10S7U1 ZE4F8C4C1I10文档编码:CB10R7V10B4S4 HX7Q1I10S7U1 ZE4F8C4C1I10文档编码:CB10R7V10B4S4 HX7Q1I10S7U1 ZE4F8C4C1I10文档编码:CB10R7V10B4S4 HX7Q1I10S7U1 ZE4F8C4C1I10文档编码:CB10R7V10B4S4 HX7Q1I10S7U1 ZE4F8C4C1I10文档编码:CB10R7V10B4S4 HX7Q1I10S7U1 ZE4F8C4C1I10文档
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18、4C1I10求得10 x故30BCD为所求20设过A,B,C 分别与 BC,CA,AB平行的直线交成A B C,则A,B,C 分别为 B C,C A,A B的中点又设过2A,2B,2C 与1AA,1BB,1CC 平行的直线al,bl,cl 分别与 B C,C A,A B交于2A,2B,2C,则有221180A A BCA A;而由BACA,2BACA,21A BAACA,知21BA ACA A,有21BA ACA A从而222180A A BBA A,即2A,2A,A三点共线故有22212221B ACAA CBAA CA BBAAC(因12BAA C,12ACBA)=同 理,221C BCB
19、uuB AB A,121ACA CvvC BC B于是由塞瓦定理知al,bl,cl 共点11111,u v uvAABBCC 共点21 因 G HB C,有G AG EB DE D,HAHFCDFD 即EDBDGAGE,FDCDHAHF 又 A BA C,ADBC,则 BDCD 于是EDFDGAHAGEHF即1DEGAHFEGAHFD由塞瓦定理,即得结论22令 BCa,CAb,ABc,则2bSL,2cMN由SLDMND,得LDLSbNDMNc同理,NFaMFb,MEcLEa在MNL中,有1LDNFMENDMFLE由塞瓦定理之逆,知MD,NE,LF共点,故 MS,NT,LU 共点23设AEXXF
20、E,AFXXEF,XAEa,XAF在AEF中,AX,EX,FX交于一点,由角元形式的塞瓦定理,有sinsinsin1sinsinsin,即12sinsin()sinsin令YEF,YED,FBY,YBD,EFZ,DFZ,ECZ,DCZ 同理,有12sinsinsinsin,12sinsin()sinsin注意到AP,BP,CP 交于一点,由角元形式的塞瓦定理,有12sinsinsinsin1sinsinsinsin,由此即证24令21CCP,42CC P,13BB P,64BB P,35AA P,56AA PAA,BB,CC 共线332211446655sinsinsinsin1 sin3 s
21、in511sin2 sin4 sin6sinsinsinAPAP ACPCP CBPBPBCPCP CBPBP BAPAP A而142536APAPBPBPCPCP,则25CP CAP A,36AP ABPB,321414651APCPBPCP CBPBCPBPAP又由条件易知,15BPAP,26CPBP,34APCP 由此即证注:此题也可以应用梅涅劳斯定理证分别延长AB和A B,CB 和 C B,AC 和 A C 得交点M,N,G(交点可无穷远处)由15APBP,有15BPAP 同理,34APCP,62BPCP 直线B AM截ABC,由梅涅劳斯定理,有36361APCPBMMAPCPB同理,
22、52251BPCPAGGCP BP A,14141BPAPCNNBPA PC三式相乘并注意15BPAP,34APCP,62BPCP,得1BMAGCNMAGCNB由梅涅劳斯定理之逆,知M,N,G 共线又点M,N,G 分别是A B C和ABC对应所在直线的交点,利用笛沙格逆定理可得A B C和ABC对应顶点的连线A A,B B,C C 共点25设PA与 BC 相交于D,对ABC应用塞瓦定理,有1AFBDCEFBD CEA又由梅涅劳斯定理,点F,E,D共线的充要条件是1AF BDCEFB DCEA从而转证BDDBD CDC即可因ACCD,1802DPADPC,这表明DPCCPD,即 PC 时DPD的
23、平分线,且PCPB,PB是DPD的外角平分线,由此即证得结论文档编码:CB10R7V10B4S4 HX7Q1I10S7U1 ZE4F8C4C1I10文档编码:CB10R7V10B4S4 HX7Q1I10S7U1 ZE4F8C4C1I10文档编码:CB10R7V10B4S4 HX7Q1I10S7U1 ZE4F8C4C1I10文档编码:CB10R7V10B4S4 HX7Q1I10S7U1 ZE4F8C4C1I10文档编码:CB10R7V10B4S4 HX7Q1I10S7U1 ZE4F8C4C1I10文档编码:CB10R7V10B4S4 HX7Q1I10S7U1 ZE4F8C4C1I10文档编码:C
24、B10R7V10B4S4 HX7Q1I10S7U1 ZE4F8C4C1I10文档编码:CB10R7V10B4S4 HX7Q1I10S7U1 ZE4F8C4C1I10文档编码:CB10R7V10B4S4 HX7Q1I10S7U1 ZE4F8C4C1I10文档编码:CB10R7V10B4S4 HX7Q1I10S7U1 ZE4F8C4C1I10文档编码:CB10R7V10B4S4 HX7Q1I10S7U1 ZE4F8C4C1I10文档编码:CB10R7V10B4S4 HX7Q1I10S7U1 ZE4F8C4C1I10文档编码:CB10R7V10B4S4 HX7Q1I10S7U1 ZE4F8C4C1I
25、10文档编码:CB10R7V10B4S4 HX7Q1I10S7U1 ZE4F8C4C1I10文档编码:CB10R7V10B4S4 HX7Q1I10S7U1 ZE4F8C4C1I10文档编码:CB10R7V10B4S4 HX7Q1I10S7U1 ZE4F8C4C1I10文档编码:CB10R7V10B4S4 HX7Q1I10S7U1 ZE4F8C4C1I10文档编码:CB10R7V10B4S4 HX7Q1I10S7U1 ZE4F8C4C1I10文档编码:CB10R7V10B4S4 HX7Q1I10S7U1 ZE4F8C4C1I10文档编码:CB10R7V10B4S4 HX7Q1I10S7U1 ZE
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- 2022年初中数学奥林匹克中的几何问题:第二章塞瓦定理及应用 2022 年初 数学 奥林匹克 中的 几何 问题 第二 章塞瓦 定理 应用
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