证明:当AB是三个圆的公共弦,过A的不同于AB的任意一条直线确定相同的比XY:YZ,这里X是在第一个圆上不同于B的任意一点,而Y与Z是AX交其它两个圆的交点(使Y标记

发布时间:2020-08-05 16:34:25

证明:当AB是三个圆的公共弦,过A的不同于AB的任意一条直线确定相同的比XY:YZ,这里X是在第一个圆上不同于B的任意一点,而Y与Z是AX交其它两个圆的交点(使Y标记在X与Z之间).

网友回答

解:证法1:设l是一条过A但不同于AB的直线,连接BA,BX,BY,BZ.如图1,
应为∠AXB,∠AYB,∠AZB一直对弦AB,与l的选择无关.
由此推得对所有这样的l,在△BXY的各角与△BXZ的各角大小都不变.于是由相似三角形,知比XY:YZ仍然是常数.注意到它的成立与X,Y,Z与A的位置无关.假设X,Y,Z都位于A的同侧(象在这个图形中),∠AXB=α,∠AYB=β,∠AZB=γ.则∠BXY=180°-α,∠BYX=β,∠BYZ=180°-β,∠BZY=γ.
现在假设l的选择使X与Y、Z在A的相对的一侧.现在因为X在弦AB的另一侧,∠AXB=180°-α,但它一直是这种情形,∠BXY=180°-α和所有在这两个相关的三角形中的其它的角仍然是不变的.
若l的选择使X与A是同一点,则l是第一个圆的切线且这一直是这种情形,∠BXY=180°-α.所有其它情形都可用相似的方法证明.也说是说,各种情形中△BXY与△BXZ的组合图形的形状总是与图1中的一样.从而原命题成立.

证法2:设m是AB的垂直平分线,设这三个圆的圆心分别是O1,O2,O3.因为AB是所有这三个圆的公共弦,所以O1,O2,O3都位于m上.设l是过A且不同于AB的一条直线,假设X,Y,Z都位于AB的同一侧,如图2.设过O1,O2,O3分别作l的垂线,垂足分别为P,Q,R.由垂径定理,得AX=2AP,AY=2AQ,AZ=2AR.
现在XY=AY-AX=2(AQ-AP)=2PQ.类似地,YZ=2QR.
因此XY:YZ=PQ:QR.又O1P∥O2Q∥O3R,故PQ:QR=O1O2:O2O3.因为这些圆心是确定的,比XY:YZ=O1O2:O2O3是一个常数,不随l的选择而变化.
若X,Y,Z不都位于AB的同一侧,我们可用类似的证明得到相同的结果.事实上,若X与Y在AB相对的一侧,则我们将有XY=AY+AX,但因为在PQ=AQ+AP这种情形里,一直有XY=2PQ这种情形.其它结论也可与此类似证得.

解析分析:设l是一条过A但不同于AB的直线,连接BA,BX,BY,BZ,由于∠AXB,∠AYB,∠AZB一直对弦AB,与l的选择无关.再根据△BXY的各角与△BXZ的各角大小都不变,故XY:YZ是常数.

点评:本题考查的是垂径定理,解答此题的关键是要抓住在同圆或等圆中,只要圆的弦不变,那么这条弦所对的圆周角永远不变即可解答.
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