几个几何定理的纯几何证明

令 标
《中学数学杂志》(初中)2008年第2期刊载的“从一道美国数学竞赛题引出的一组几何定理及代数证法”一文(下称文[1]),由一道美国数学竞赛试题经探索、整合,得到了几个新颖有趣、耐人寻味的几何定理,阅后很受启发. 由于这几个几何定理的独特风格和丰富的内涵,颇显其思考性,而引人入胜. 缺感的是文[1]的代数证法冗长繁琐,不够简约,有失纯几何方法的风采、韵味,并非是“定理的证明用代数法解决更妙”(文[1]). 笔者经思索、探究,得到了文[1]中四个定理的浅显、简明、别致的纯几何证法,现介绍如下,供读者参考(为方便计,定理顺序同文[1]).
定理1 已知:如图1,在以AB为直径的半圆中,正方形CDEF内接于半圆,正方形CGHK内接于△BCF,且边CG在AB上,求证:AC=CG.
分析 由对称性,易知AC=BD.
由射影定理(或相交弦定理的推论),得CF2=AC·BC.
又CF=CD,BC=CD+BD=CD+AC,得CD2=AC(CD+AC),即AC2+CD·AC=CD2.①
由AC=BD,知AG=BG.故点G是半圆的圆心.
参考文献
[1] 曾恒忠,白方奎等. 从一道美国数学竞赛题引出的一组几何定理及代数证法[J].中学数学杂志(初中).2008,(2).
作者简介:令标,男,1962年11月生,中学高级教师,主要从事数学教学及解题研究,已在多家中学数学期刊发表文章数十篇.
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