2012年高中数学联赛平面几何试题溯源分析

2022-07-23 00:07:36   文档大全网     [ 字体:小 中 大 ] [ 阅读: ]

【#文档大全网# 导语】以下是®文档大全网的小编为您整理的《2012年高中数学联赛平面几何试题溯源分析》,欢迎阅读!
平面几何,溯源,试题,联赛,高中
2012年高中数学联赛平面几何试题溯源分析



余双宁(广东省开平市第一中学 529300)



ABAC,2012年高中数学联赛加试试题A卷(第一题)为:如图1,在锐角△ABC中,

M,N是BC边上不同的两点,使得BAMCAN.设△ABC和△AMN的外心分别为

O1、O2.求证:O1、O2、A三点共线.

本文对此题的解法,来源及背景进行探

讨,并给出了题目的本质和推广.现将此题的答案给出如下:

证明:如图1,连接AO1,AO2,过点

A作AO1的垂线AP交BC的延长线于点P,则AP是圆O1的切线.

因此BPAC, 因为BAMCAN,

所以AMPBBAMPACCANPAN, 因而AP是△AMN外接圆O2的切线, 故APAO2.

所以O1、O2、A三点共线.

一. 试题分析

从本题的设问及解答可以看出,此题所给综合的知识点不多,但解答巧妙,所考查的主要内容有两点:(1)弦切角与圆周角的关系;(2)构造圆的切线. 二. 试题溯源

从解答可以看到,此题实际上是由圆与圆相切的基本性质改编而成的.

圆与圆相切的基本性质 两圆内切与点T,一条直线依次与这两个圆交于点

M、N、P、Q,则MTPNTQ(或MTNPTQ).

证明 如图2,过T作两圆的公切线TL, 由 QMTQTL,PNTPTL,

有 MTNPNTQMTPTLQTLPTQ, 故 MTPMTNNTPNTPPTQNTQ. 注 此性质也是2005年新西兰数学奥林匹克选拔考试题.显然,由以上的基本性质可以直接改编成为2012年高中数学联

1


赛平面几何试题.

三. 问题的本质和延伸

由圆与圆相切的基本性质到联赛试题,我们猜想该试题的本质又是什么? 问题的本质如下:

定理 设A1,A2是△ABC的BC边上(异于端点)的两点,令

BAA1 ,A2AC,则的充要条件是△AA1A2的外接圆与△ABC的外接

圆内切于点A.

证明 充分性 如图3 ,当两个外接圆内切于点A时,过作两圆的公切线AT,设△AA1A2的外接圆分别与

AB,AC交于点D,E,联结DE

,则

EADTACCB,A从而DE//BC,即有

DA1EA2,亦即有DAA1A2AE,故.

必要性 如图3,设O1,O分别为△AA1A2,△ABC的外心, 圆O1与AB,AC分别交于点D,E.

当时,即DAA1EA2, 1A2AE时,则有DA从而DE//BC,

过A作圆O1的切线AT1,过A作圆O的切线AT,

则T1ACADEABCTAC,即知AT1与AT重合. 故△AA1A2的外接圆与△ABC的外接圆内切于点A.

由此定理知,联赛题只是本定理得必要性.下面将此问题进一步延伸如下:







AB2BA1BA2

命题 设A1,A2是△ABC的BC边上(异于端点)的两点,则的

AC2A1CA2C

充要条件是△AA1A2的外接圆与△ABC的外接圆内切于点A.

证明 如图3,设△AA1A2的外接圆O1与△ABC的外接圆O内切于点A,与圆O1与

AB,AC分别交于点D,E,联结DE.

由切割线定理,有

ABBDBA1BA2,ACCECA1CA2,

2


亦即有

ABBDBA1BA2

,

ACCECA1CA2





由BAA1CAA2A1DA2EDE//BC

BDCEABBDAB2ABBDBA1BA2

. ABACACCEAC2ACCECA1CA2

四.

练习

1.(2002年土耳其数学奥林匹克题)两圆外切于A,且内切于另一个圆O,切点为B,C.令D是两小圆内公切线段即圆O的弦的中点.证明:当B,C,D不共线时,A是△BCD的内切圆的圆心.

2.已知两个半径不等的圆O1与圆O2相交于两点M,N,且圆O1,圆O2分别与圆O内切于点S,T,直线MN交圆O于点A,B,弦ST交AB于点G,H为AB中点,则H点在公共弦MN上的充要条件是点G也在公共弦MN上,且GSNMSH.





3


本文来源:https://www.wddqxz.cn/4f6c26d4f405cc1755270722192e453610665bb9.html

相关推荐