阿基米德折弦定理

时间:2025-02-14 09:36:11 单机游戏

阿基米德折弦定理是指 在一个圆中,一条由两段不同长度的弦组成的折弦所对的两段弧的中点,在较长弦上的射影,就是折弦的中点。具体来说,如果AB和BC是圆O的两条弦,且AB > BC,点M是弧ABC的中点,过点M作MD⊥AB于点D,那么AD = DB + BC,且AB - BC = 2DB。

这个定理的证明方法有多种,以下是三种常见的证明方法:

截长法

在AD上取一点E,使AE = BC,连接AM、EM、BM、CM。

因为点M是弧ABC的中点,所以∠EAM = ∠BCM(同弧所对的圆周角相等),AE = BC,所以AEM ≌ CBM。

从而EM = BM。

又因为MD ⊥ BE,所以DE = DB。

则AD = AE + DE = BC + DB,AB - BC = AE + DE + DB - BC = DE + DB = 2DB。

补短法

延长DB至F,使BF = BA。

因为M是弧ABC的中点,所以∠MCA = ∠MAC = ∠MBC。

因为MBAC四点共圆,所以∠MCA + ∠MBA = 180°,∠MBC + ∠MBF = 180°。

从而∠MBA = ∠MBF,MB = MB,BF = BA,所以MBF ≌ MBA。

从而∠F = ∠MAB = ∠MCB,MF = MC。

因为MD ⊥ CF,所以CD = DF = DB + BF = AB + BD。

垂线法

作MH ⊥ 射线AB,垂足为H。

因为M是弧ABC的中点,所以MA = MC,MD ⊥ BC,所以∠MDC = 90° = ∠H。

因为∠MAB = ∠MCB,所以MHA ≌ MDC(AAS),从而AH = CD,MH = MD。

又因为MB = MB,所以RtMHB ≌ RtMDB(HL)。

从而得出CD = AB + BD。

阿基米德折弦定理在几何学中有着广泛的应用,特别是在解决与圆相关的几何问题时,能够提供简洁有效的解决方案。