理论教育 发现并证明三角形的欧拉线

发现并证明三角形的欧拉线

时间:2023-07-04 理论教育 版权反馈
【摘要】:1765年欧拉在一篇论文中证明了一个重要结论:三角形的外心、重心和垂心共线。后人把这条直线叫做“欧拉线”。欧拉线有多种证明方法,有兴趣的读者不妨试一试,看能找出几种证明方法。我们提出欧拉线、证明欧拉线,并不单纯是为了向读者介绍有关知识,更重要的是想通过九点圆、欧拉线这些著名的内容的介绍,让读者了解前辈数学家善于观察事物、善于发现问题,更好的学习欧拉等著名数学家观察问题的仔细和发现规律的敏锐。

发现并证明三角形的欧拉线

三角形中除了有漂亮的九点圆外,还有一条比较著名的直线。

1765年欧拉在一篇论文中证明了一个重要结论:三角形的外心、重心和垂心共线。后人把这条直线叫做“欧拉线”。

如题,O、G、H分别是△ABC的外心、重心、垂心,求证:O、G、H三点在同一条直线上。

证法一:连中线AM(则G在AM上)、OH、AH。设OH与AM交于G’,于是OM∥AH,

∴△OG′M∽△HG′A。

再连HC、HB,作MF∥CH,交BH于F,作FE

∥HA交AB于E,连EO。

∵MF∥CH,M是BC的中点

∴F是HB的中点。

∵FE∥HA,

∴E是AB的中点。

∴OE⊥AB。

∵CH⊥AB,

∴OE∥CH。

∵OM∥AH∥EF,

∴四边形EFMO是平行四边形

∴EF=OM。

,

。(www.daowen.com)

∴G′是△ABC的重心,因而G′与G重合。

∴O、G、H三点共线。

证法二:作△ABC的外接圆,连接并延长BO,交外接圆于点D。连接AD、CD、AH、CH、OH。作中线AM,设AM交OH于点G′。

∵BD是直径,

∴∠BAD、∠BCD是直角。

∴AD⊥AB,DC⊥BC。

∵CH⊥AB,AH⊥BC,

∴DA∥CH,DC∥AH。

∴四边形ADCH是平行四边形,

∴AH=DC。

∵M是BC的中点,O是BD的中点。

∵OM∥AH,

∴△OMG’∽△HAG’。

∴G′是△ABC的重心。

∴G与G′重合。

∴O、G、H三点在同一条直线上。

欧拉线有多种证明方法,有兴趣的读者不妨试一试,看能找出几种证明方法。

我们提出欧拉线、证明欧拉线,并不单纯是为了向读者介绍有关知识,更重要的是想通过九点圆、欧拉线这些著名的内容的介绍,让读者了解前辈数学家善于观察事物、善于发现问题,更好的学习欧拉等著名数学家观察问题的仔细和发现规律的敏锐。

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