已知两同心圆的圆心为O,过小圆上一点M作小圆的弦MA和大圆的弦BMC,且MA⊥BC,求证:AB2+BC2+CA2为定值.
网友回答
证明:过O点作BC垂线,设垂足为D;作MA垂线,设垂足为E,
设MB=a,MC=b,MA=c,大圆的半径为R,小圆的半径为r,
∵MA⊥BC,
∴AB2+AC2+BC2=(a2+c2)+(a2+b2)+(a+b)2=2(a2+b2+c2)+2ab,
∵OD⊥BC,OE⊥MA,
∴CD=(a+b),ME=,
∴在Rt△ODC中,[(a+b)]2+()2=R2,
在Rt△OME中,[(b-a)]2+()2=r2,
∴求得方程组:
解方程组的得:,
∴AB2+AC2+BC2=2(a2+b2+c2)+2ab=2(2R2+2r2)+2R2-2r2=6R2+2r2,
∴AB2+BC2+CA2为定值.
解析分析:如图,首先根据题意画出图形,过O点作BC垂线,设垂足为D;作MA垂线,设垂足为E,设MB=a,MC=b,MA=c,由Rt△ODC和Rt△OME,推出方程组:,然后,把a2+b2+c2和2ab分别看做两个整体,通过解方程组求出a2+b2+c2和2ab的值,最后通过等量代换即可推出AB2+AC2+BC2=6R2+2r2,为定值.
点评:本题主要考查勾股定理、垂径定理,关键在于熟练运用相关的性质定理,推出AB2+AC2+BC2=2(a2+b2+c2)+2ab,推出关于a2+b2+c2和2ab的方程组,解方程即可,正确地进行等量代换.