蝴蝶定理(Butterfly Theorem):设M为圆内弦PQ的中点,过M作弦AB和CD。设AD和BC各相交PQ于点X和Y,则M是XY的中点。
蝴蝶定理的证明
该定理实际上是射影几何中一个定理的特殊情况,有多种推广(详见定理推广):
1、 M作为圆内弦的交点是不必要的,可以移到圆外。
2、 圆可以改为任意圆锥曲线。
3、 将圆变为一个筝形,M为对角线交点。
4、 去掉中点的条件,结论变为一个一般关于有向线段的比例式,称为“坎迪定理”, 不为中点时满足:,这对1, 2均成立。
蝴蝶定理怎么整
蝴蝶定理是古代欧氏平面几何中最精彩的结果之一,这个命题最早出现在1815年,由W.G.霍纳提出证明。而“蝴蝶定理”这个名称最早出现在《美国数学月刊》1944年2月号,题目的图形像一只蝴蝶。这个定理的证法不胜枚举,至今仍然被数学爱好者研究。
蝴蝶定理(Butterfly Theorem):设M为圆内弦PQ的中点,过M作弦AB和CD。设AD和BC各相交PQ于点X和Y,则M是XY的中点。
去掉中点的条件,结论变为一个一般关于有向线段的比例式,称为“坎迪定理”,不为中点时满足:1/MY-1/MX=1/MQ-1/MP,这对2,3均成立。
蝴蝶定理怎么整
设弦AB的中点为M,过M 作弦CD,EF,连EC,DF交AB于G,H,则GM=GF。这是蝴蝶定理,下面证明。
※先给出一个关于面积的定理:
△ABC的面积=(1/2)×AB×AC×sinA
证明:设△EGM、△DHM、△MHF、△MCG的面积分别为S1、S2、S3、S4,则
S1=(1/2)ME×MGsin∠EMG=(1/2)EG×EMsin∠E
S2=(1/2)MH×MDsin∠DMH=(1/2)MD×DBsin∠D
S3=(1/2)MH×MFsin∠HMF=(1/2)BF×FMsin∠F
S4=(1/2)MG×MCsin∠GMC=(1/2)CM×CGsin∠C
其中从∠EMG=∠HMF,∠DMH=∠GMC,∠E=∠D,∠F=∠C
∴sin∠EMG=sin∠HMF,sin∠DMH=sin∠GMC
sin∠E = sin∠D, sin∠F = sin∠C
∵(S1/S2)×(S2/S3)×(S3/S4)×(S4/S1)=1
∴{[(1/2)ME×MGsin∠EMG]/[(1/2)MH×MDsin∠DMH]}×
{[(1/2)MD×DBsin∠D]/[(1/2)MH×MFsin∠HMF]}×
{[(1/2)BF×FMsin∠F]/[(1/2)CM×CGsin∠C]}×
{[(1/2)MG×MCsin∠GMC]/[(1/2)EG×EMsin∠E]} =1
整理后:
(MG的平方/MH的平方)×(DB×BF)/(EG×CG)=1…①
令(1/2)AB=a,MG=m,MH=n.由相交弦定理:
DB×BF=BH×AH=(a-n)(a+n),EG×CG=(a-m)(a+m),代入①
并整理得:(am)的平方=(an)的平方,∵a≠0,∴m=n
即,MG=MH