……(我在这作个标记,我想完后回答你)
我们以前做过
题 求证:任意三角形的垂心H,重心G和外心O三点共线.
这道题乍一看较为棘手,一般的学生不知如何下手,若把命题改为“△ABC内接于圆O,H为垂心.求证H到该三角形任意顶点的距离等于O到这个顶点所对的边距离的两倍.”证起来就轻松多了.下面先简单证明这个命题.
证明 如图1(仅以锐角三角形为例),O是△ABC的外心,H是垂心,OM⊥BC于M,即证AH=2OM,连BO且延长交圆O于D,则DC=2OM.
∵ BD是直径.
Þ AH=DC
即 AH=2OM.这就为我们证明前者奠定了基础,于是就有三角形三心共线的第一种证法.
证法1 在图2中,H、O分别为△ABC的垂心和外心,中线AM交HO于G′,
∵ AH‖OM,且AH=2OM
∴ AG′=2G′M,即G′就是重心G,故H、G、O三心共线.
证法2 如图3,作OM⊥BC,OF⊥AB,垂足分别为M、F,则M是BC的中点,F是AB的中点,
∴ FM‖AC,且AC=2FM
∵ OF、CE均垂直于AB,且FM‖AC
∴ ∠1=∠2,同理∠3=∠4,从而有
△OMF∽△HAC
∵ AC=2FM,
∴ AH=2MO.
∴ AM与OH的交点必为重心G,故H、G、O三心共线.
证法3 在图4中,△ABC的两条高AD、BE相交于H(垂心),边AC和边CB上的中垂线ON、OM相交于O(外心),M、N分别在CB、AC上,则AM与BN的交点为重心G,
BE于Y,交ON于X,AD交ON于Q,连OG和HG,可证△XOG∽△YHG
∵ △NXG∽△BYG
∠OXG=∠HYG(两线平行,内错角相等)②
XG=b,YG=2b.
由①、②、③知△XOG∽△YHG得∠OGX=∠HGY,可得H、G、O三点在一条直线.即任意三角形的垂心、重心、外心共线.
在上述三种证法中,证法1和证法2的思路清晰、敏捷;证法3是融代数、几何于一体,可培养我们综合运用能力.