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。
∵,
∴。
即。
则。(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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