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歐拉線上的四點中,九點圓圓心到垂心和外心的距離相等,而且重心到外心的距離是重心到垂心距離的一半。
注意內心一般不在歐拉線上,除了等腰三角形外。
歐拉線
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在平面幾何中,歐拉線,或稱尤拉線(圖中的紅線)是指過三角形的垂心(藍)、外心(綠)、重心(黃)和九點圓圓心(紅點)的一條直線。
萊昂哈德·歐拉,也稱尤拉,證明了在任意三角形中,以上四點共線。
歐拉線上的四點中,九點圓圓心到垂心和外心的距離相等,而且重心到外心的距離是重心到垂心距離的一半。
注意內心一般不在歐拉線上,除了等腰三角形外。
目次
1證明
2推論
3參考資料
4外部連結
證明編輯
如圖
H
,
G
,
O
{\displaystyleH,G,O}
分別是
△
A
B
C
{\displaystyle{\triangle}ABC}
的垂心,重心,外心。
設
D
{\displaystyleD}
為直線
B
O
{\displaystyleBO}
和
△
A
B
C
{\displaystyle{\triangle}ABC}
外接圓的交點,並連結
A
H
,
A
D
,
C
D
,
C
H
{\displaystyleAH,AD,CD,CH}
。
(1)
∵
B
D
{\displaystyle{\because\quad}BD}
是直徑,
∴
C
D
⊥
B
C
{\displaystyle{\therefore\quad}CD{\perp}BC}
且
A
D
⊥
A
B
{\displaystyleAD{\perp}AB}
。
又
H
{\displaystyleH}
是垂心,
∴
A
H
⊥
B
C
{\displaystyle{\therefore\quad}AH{\perp}BC}
且
C
H
⊥
A
B
{\displaystyleCH{\perp}AB}
。
∴
C
D
/
/
A
H
{\displaystyle{\therefore\quad}CD//AH}
,
A
D
/
/
C
H
{\displaystyleAD//CH}
。
A
D
C
H
{\displaystyleADCH}
為平行四邊形。
->
A
H
=
D
C
{\displaystyleAH=DC}
又
O
,
M
{\displaystyleO,\;M}
分別是
B
D
,
C
B
{\displaystyleBD,\;CB}
的中點,
∴
D
C
=
2
O
M
{\displaystyle{\therefore\quad}DC=2OM}
,
A
H
=
2
O
M
{\displaystyleAH=2OM}
(2)
作
B
C
{\displaystyleBC}
邊上的中線
A
M
,
{\displaystyleAM,}
連結
O
M
,
O
H
{\displaystyleOM,\;OH}
設
O
H
{\displaystyleOH}
交
A
M
{\displaystyleAM}
於點
G
′
{\displaystyleG'}
∵
O
M
⊥
B
C
,
△
A
H
G
′
∼
△
M
O
G
′
,
A
H
=
D
C
=
2
O
M
{\displaystyle{\because\quad}OM{\perp}BC,\;{\triangle}AHG'{\sim\triangle}MOG',\;AH=DC=2OM}
,
∴
A
G
′
=
2
G
′
M
{\displaystyle{\therefore\quad}AG'=2G'M}
,
∴
G
′
{\displaystyle{\therefore\quad}G'}
即
△
A
B
C
{\displaystyle\triangleABC}
的重心
G
{\displaystyleG}
∴
△
A
B
C
{\displaystyle\therefore\quad\triangleABC}
的垂心
H
,
{\displaystyleH,}
重心
G
,
{\displaystyleG,}
外心
O
{\displaystyleO}
三點共線
,
{\displaystyle,}
直線
H
G
O
{\displaystyleHGO}
即歐拉線
推論編輯
九點圓的圓心也在歐拉線上,且在垂心到外心的線段的中點
如圖,H、G、Ω分別是△ABC的垂心、重心、外心,三角形的三邊中點Ii,三高的垂足Hi,和頂點到垂心的三條線段的中點Ji令HΩ和J1I1的交點為K,∵BΩ=CΩ,BI1=CI1,∴ΩI1⊥BC,又∵AH1⊥BC,∴ΩI1∥AH1。
∵∠GΩI1=∠AHG,∠GAH=∠GI1Ω,∴△AGH∽△GΩI1。
∵AG=2GI1,∴AH=2ΩI1,即ΩI1=J1H。
∵ΩI1∥AH1,J1H=ΩI1∴J1K=KI1,HK=KΩ。
同理J2K=KI2,J3K=KI3。
可知K為九點圓圓心。
∵點K在HΩ上,HK=KΩ
∴九點圓圓心在歐拉線上,且在垂心到外心的線段的中點。
參考資料編輯
数学题解辞典·平面几何.上海辭書出版社. 外部連結編輯
AltitudesandtheEulerLine(頁面存檔備份,存於網際網路檔案館)
EulerLineand9-PointCircle(頁面存檔備份,存於網際網路檔案館)
取自「https://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=歐拉線&oldid=70950299」
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