九年级几何证明竞赛题解题思维精讲

发布于 2021-04-16 13:31 ,所属分类:知识学习综合资讯

这道题看着好像不简单的样子,条件中貌似只有2条切线和一条割线,其实从图中就可以观察出来,所以要证明这个看似很牛逼的结论,只能从这两个条件入手,而学过圆的切线和割线之后,我们知道能涉及到的知识点有切线定理、割线定理和切割线定理,所以我们可以将结论先转换为乘积的模式,即2PA·PB=PC·PA+PC·PB,PA·PB可以利用切割线定理来转换为PS²或者PT²,那么就剩下等号右边的两组乘积了。

我们先来看PC·PA和PC·PB可以怎么得来,观察图形可知PA和PC共线共端点,PB和PC也是,对于这样的两条线段相乘,我们知道可以通过有公角的两个相似三角形得来,但是,这道题中,即使我们连接AS和BS,也无法证明构造出来的三角形是相似的,所以此路不通。

那么又该如何得到PA·PC(或PC·PB)的形式呢?

我们不妨换个方向,从PS²入手,线段的平方除了可以相似得到(但这里明显不像),还有就是勾股定理吧?但是又没有直角三角形,所以我们可以构造一下,既要能转换PS²,还得最后与PA·PC扯上关系,所以我们作垂线的时候只能过P向ST做了,

如图,如此一来,PS²=PM²+SM²,

好像也没什么进展,但是线段PM和SM还是可以继续转换,

PM²=PC²-CM²,SM²=(SC+CM)²=SC²+CM²+2SC·CM

所以PS²=(PC²-CM²)+(SC²+CM²+2SC·CM)=PC²+SC²+2SC·CM

关键处来了,这里的SC²+2SC·CM看着好像很多余,所以肯定是需要转换掉的,如果提取公因式则可得

PS²=PC²+SC·(SC+2CM)

有同学可能会说,SC+2CM是什么玩意,我们只知道SC+CM=SM,

那么稍等一下,SC+2CM不就等同于SM+CM吗,而SM不是和MT左右对称吗,所以SM是可以换成MT来用的,所以SC+2CM可以转换为CT

那么PS²=PC²+SC·CT

这样的话,SC·CT是不是就很明显了?相交弦ST和AB,不用多说,

SC·CT=AC·BC

那么接下来又得转换AC·BC

AC=PC-PA,BC=PB-PC

所以SC·CT=AC·BC=(PC-PA)(PB-PC)=PC·PB-PA·PB-PC²+PA·PC

那么原PS²=PC²+PC·PB-PA·PB-PC²+PA·PC=PC·PB-PA·PB+PA·PC

PA·PB=PS²

所以2PA·PB=PC·PB+PA·PC

两边同时除以PA·PB·PC可得

2/PC=1/PA+1/PB

再同时除以2即可得题中结论;

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