沈阳市皮肤医院:一道困扰我很久得几何问题!

来源:百度文库 编辑:查人人中国名人网 时间:2024/04/27 13:24:31
任意△ABC的三个角分别做他们的内角3等分线,相邻的线相交在三个点上,D、E、F,求证:△DEF是等边三角形!
(也就是说:AD,AE3等分角A……其他也是如此,大家先画图吧,不然不清楚)

  这个定理最早是英国数学家莫勒(Morley)于1904年发现的。莫勒曾对他的剑桥大学同学提到过这个定理,后来就称这个定理为"莫勒定理"。这个定理莫勒虽然早就发现了,但他一直没有发表,过了20年才在日本正式发表。在这20年中,别的数学家也发现了这个定理。

我写一下用构造法证明的过程:

在任意三角形ABC中,我设x=60+A/3,y=60+B/3,z=60+C/3
那么x+y+z+120=360

好了,现在我们要构造了,我们画一个等边三角形A1B1C1出来,然后我们要按以下步骤构造出等边三角形A1B1C1外的三个三角形A'B1C1,A1B'C1,A1B1C':
在B1C1边上,往A1的那头做两条与B1C1夹角都为x的射线,这两条射线应该是关于B1C1的中垂线对称的。同样的方法,A1C1边上也做两条与其夹角为y的射线,A1B1边上也两条与其夹角为z的射线。然后,这些射线的交点分别为A'B'C',三角形A'B1C1,A1B'C1,A1B1C'就构造好了。[天哪,我怎么说得清楚!]
一会儿我们只需要证明三角形A'B'C'与三角形ABC相似,且三角形A'B'C'每个角里面的那两条线都是角的三等份线。

好了,现在角B'A1C1=z吧,角B'C1A1=x吧,那角A1B'C1就等于180-x-z=y-60=B/3;
同理,我就一下写出来了:三角形A'B'C'三个角B1A'C1,A1B'C1,A1C'B1等于A/3,B/3,C/3
延长B'C1和C'B1的交A2,那么A2B1C1是等腰三角形,A2A1是A2(即B'A2C')的角平分线
而且x+60=角B'C1B1=90+A2/2(这一步用等腰三角形,做垂线,算的出来,自己算)
别忘了这么一个定理:如果三角形中一点O有角BOC=90+A/2,而AO又平分角A,那么O就是三角形ABC的内心(忘了的自己证)
那么 A1就是三角形A2B'C'的内心了 [快了快了]
同理B1,C1就是B2C'A',C2A'B'的内心了
而角B'A'C1=C1A'B'=B1A'C'=A/3 也即A'=A 还有 B'=B,C'=C
于是得到了ABC,A'B'C'相似 完啦!

累死我了 没说清楚高手指正!
估计还要再修改一下

其他的证明方法都要用三角函数
用三角函数证明的方法太多了,这里只写一种:

[交点情况:AE CE交E
BD CD交D
AF BF交F]
记A=3α,B=3β,C=3γ,AE=m,AF=n,△ABC的三边长为a、b、c.
由于3α+3β+3γ=180°.所以α+β+γ=60°.α+β=60°-γ
而nsin(α+β)=csinβ所以n=csinβ/sin(α+β)=csinβ/sin(60-γ)
类似地m=bsinγ/sin(60-β)
在△ABC中有bsin3γ=csin3β,从而
m/n=(sin3β*sinγ*sin(60-γ))/(sin3γ*sinβ*sin(60-β))
=(sin(60+β))/(sin(60+γ))
由于α+β+γ=60°.所以存在以60°+β,60°+γ和α为内角的三角形,夹α角的两边之比为
(sin(60+β))/(sin(60+γ))=m/n
△EAF与这三角形相似,从而
∠AFE=60°+β
∠AEF=60°+γ
同法可证∠BFD=60°+α,而
∠AFB=180°-(α+β)
因此
∠EFA+∠AFB+∠BFD=(60°+β)+(180°-α-β)+(60°+α)=300°
所以∠DFE=60°.
类似地,△DEF的另两个内角也为60°.
因此△DEF是等边三角形.

题目出错了
任意△ABC的三个角分别做他们的内角3等分线,不一定相邻的线相交在三个点上,D、E、F,因为正三角形就只交于一点

画一个外接圆,利用圆的性质,可以解出来
这是初二的问题耶。
只要一看初二的书,应该就知道了

matrix67
是初中辅导老师吗?挺热心的啊

morley定理,很美妙的~~