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垂心的概念
- 三角形三条高所在直线的交点叫做三角形的垂心
- 三角形三条高所在直线的交点叫做三角形的垂心
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垂心的性质
- 必然存在
- 证明
- 如图,由同侧角相等判定$A,B,E,D$四点共圆,则$\angle ABD=\angle AED$
- 同理,$\angle ACF=\angle AED$
- 由中间的斜八字型得$\angle AFC=\angle BDC=90^{\circ}$
- 证明
- 基本性质
- 三角形的垂心与顶点的连线垂直于该顶点的对边
- 证明:由定义得
- 三角形的垂心与三个顶点构成一个垂心组,即这四点中以任意三点为三角形的顶点,则另一点为这个三角形的垂心
- 效果图
- 证明
- 原三角形的的三边成为了新三角形的边和高,原三角形的高成为了新三角形的边和延长线
- 由效果图显然易知
- 效果图
- 三角形的垂心与顶点的连线垂直于该顶点的对边
- 推论
- 推论1(设H为$△ABC$的垂心)
- 当$△ABC$为锐角三角形时,有
- $AB^2-AC^2=HB^2-HC^2,且\angle BHC=\angle ABC+\angle ACB=180°-\angle BAC$
- 证明
- 由勾股定理得$AB^2-AC^2=BD^2-CD^2,HB^2-CH^2=BD^2-CD^2$,边的关系得证
- $\angle BHC=\angle EHF=180°-\angle BAC$,且$\angle ABC+\angle ACB+\angle BAC=180°$,显然易证$\angle BHC=\angle ABC+\angle ACB=180°-\angle BAC$
- 证明
- 对于其他两个角同理
- $AB^2-AC^2=HB^2-HC^2,且\angle BHC=\angle ABC+\angle ACB=180°-\angle BAC$
- 当$△ABC$为钝角三角形时,有
- $AB^2-AC^2=HB^2-HC^2,且\angle CHA=\angle ABC$
- 证明:思想同上
- 对于其他两个角同理
- $AB^2-AC^2=HB^2-HC^2,且\angle CHA=\angle ABC$
- 当$△ABC$为锐角三角形时,有
- 推论2:相似关系
- 有3组相似关系,每组有4个,如图展式一组
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由此显然易证$AH \cdot HD=BH \cdot HE=CH\cdot HF$(由比例式得,或由下面的四点共圆证)
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- 有3组相似关系,每组有4个,如图展式一组
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推论3,6组四点共圆(3组对角互补,3组同侧角相等),此处展式2组
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推论4
- 点H关于$△ABC$的对称点$H_1,H_2,H_3$均在$△ABC$的外接圆上
- 延长CE到G交外接圆于G,要求证HE=EG
- 由斜八字得$\angle ACG=\angle ABD$,又由等弦对等角得$\angle ACG=\angle ABG$,则$\angle ABD=\angle ABG$
- 由全等得HE=EG
- 点H关于$△ABC$的对称点$H_1,H_2,H_3$均在$△ABC$的外接圆上
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推论5
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$△ABC、△BCH、△ACH、ABH$的外接圆是等圆
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证明:由推论4翻折出来即可
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- 推论1(设H为$△ABC$的垂心)
- 必然存在