1. 简单百科
  2. 婆罗摩笈多定理

婆罗摩笈多定理

婆罗摩笈多定理是婆罗摩多提出的数学定理,别名布拉美古塔定理。外文名Brahmagupta theorem。提出时间公元628年。若圆内接四边形对角线相互垂直,则垂直于一边且过对角线交点的直线将平分对边。推广过圆内接四边形两对角线交点作任一边的垂线,必过以其对边为一边,以交点为顶点的三角形的外心。

定理定义

若圆内接四边形的对角线相互垂直,则垂直于一边且过对角线交点的直线将平分对边。这个定理有另一个名称,叫做"布拉美古塔定理"(又译"卜拉美古塔定理")。

验证推导

方法一

如图,运用向量证明。

∵B、F、A共线,由共线向量基本定理可知,存在唯一实数k,使 EF=(1-k) EB+k EA。其中 BF=k BA

又EF⊥CD

∴ EF· CD=[(1-k) EB+k EA]·( CE+ ED)=0

展开得(1-k) EB· CE+k EA· CE+(1-k) EB· ED+k EA· ED=0

∵EB⊥CE、EA⊥ED,即 EB· CE=0, EA· ED=0

∴k EA· CE+(1-k) EB· ED=0

即k| EA|| CE|cos0+(1-k)| EB|| ED|cosπ=0

kEA*EC=(1-k)EB*ED

∵EA*EC=EB*ED(相交定理)

∴k=1-k,k=1/2

∴ BF=1/2* BA,即F是BA中点

方法二

如图,运用数学证明

∵AC⊥BD,ME⊥BC

∴∠CBD=∠CME

∵∠CBD=∠CAD,∠CME=∠AMF

∴∠CAD=∠AMF

∴AF=MF

∵∠AMD=90°,同时∠MAD+∠MDA=90°

∴∠FMD=∠FDM

∴MF=DF,即F是AD中点

定理推广

圆内接四边形对角线相互垂直,则一边中点与对角线交点的连线垂直于对边。

如上图,圆内接四边形ABCD中,AC⊥BD,M是垂足。F是AD中点,则FM⊥BC。

过圆内接四边形两对角线交点做另一边的垂线,必过其对边为一边,以交点为一顶点的三角形的外心。

证明

方法一

∵MA⊥MD,F是AD中点

∴AF=MF

∴∠CAD=∠AMF

∵∠CAD=∠CBD,∠AMF=∠CME

∴∠CBD=∠CME

∵∠CME+∠BME=∠BMC=90°

∴∠CBD+∠BME=90°

∴EF⊥BC

方法二

∵F是BA中点

∴ EF=1/2*( EA+ EB)

CD= CE+ ED

EF· CD=1/2*( EA+ EB)·( CE+ ED)

EF· CD=1/2*( EA· CE+ EA· ED+ EB· CE+ EB· ED)

EF· CD=1/2*(EA*ecEB*ED)=0

∴EF⊥CD

定理说明

1.此定理是很冷门的(被考即是因为冷门),最好题前引例证明

2.向量法证明是很方便的方法,特别是另一版本的证明,自己想出来的,比我看的任何证明过程都简单很多

3.想要抓住联赛的几何题,类似的冷门定理要多掌握

参考资料