
- •Глава 1. «Понятие о треугольнике. Эпизоды: теорема Менелая, теорема Чевы, теорема Паскаля, теорема Герона, площадь сечения»
- •Треугольник – замечательная простейшая фигура
- •Эпизод 1: теорема Чевы и её обобщение. Точка Жергона.
- •1.2 Эпизод 2: теорема Менелая
- •1.3 Эпизод 3: Замечательные точки
- •1.Точки Аполлония :
- •2.Точка Жергонна и Нагеля :
- •3.Инцентр:
- •4.Точка Лемуана :
- •5. Точка пересечения симедиан :
- •6.Ортоцентр :
- •7. Точка Понселе:
- •8. Точка Ферма и точка Торричелли:
- •9. Центроид:
- •10. Окружность девяти точек:
- •11. Изогональные точки:
- •1.4 Эпизод 4: Теорема Лейбница
- •1.5 Эпизод 5: Замечательные прямые треугольника.
- •1. Прямая Эйлера:
- •2. Прямая Симсона или Уллеса:
- •1.6 Эпизод 6: формула Герона
2.Точка Жергонна и Нагеля :
Можно доказать, что три отрезка соединяющие вершины треугольника с точками, в которых вписанная в него окружность касается соответственно противоположных вершинам сторон, пересекаются в оной точке j. Она называется точкой Жергонна.
Отрезки, соединяющие каждую из вершин треугольника с точкой, в которой противоположная сторона касается соответствующей вневписанной окружности , тоже пересекаются в одной точке N – точке Нагеля. Она интересна тем, что отрезок NI, где I – центр вписанной окружности, проходит через центроид М треугольника и делится им в отношении NM : MI = 2:1
3.Инцентр:
Инцентр — точка пересечения биссектрис треугольника. Также инцентр является центром вписанной в треугольник окружности.
Традиционно обозначается латинской буквой I.
Свойства Инцентра:
Инцентр находится на одинаковом расстоянии от всех сторон треугольника.
Инцентр делит биссектрису угла А в отношении (а+b):с , где a,b,c — стороны треугольника.
Теорема трилистника (или лемма о трезубце). Если продолжение биссектрисы угла А пересекает описанную окружность треугольника АBC в точке W, то выполняется равенство: WB = WC = WI = WD , где D — центр вневписанной окружности, касающейся стороны BC.
Формула Эйлера. Расстояние между инцентром I и центром описанной окружности O выражается: OI2 = R2 – 2Rr , где R и r - радиусы описанной и вписанной окружностей соответственно.
4.Точка Лемуана :
Впервые точку Лемуана обнаружил швейцарский геометр и тополог Симон Антуан Жан Люилье. Этой точке было посвящено исследование Эрнста Вильгельма Гребе, в честь которого в Германии она называлась точкой Гребе. Точка названа в честь французского геометра Эмиля Лемуана, опубликовавшего доказательство существования точки. У точки Лемуана существует два равносильных определения:
точка пересечения прямых, соединяющих каждую вершину треугольника с точками пересечения касательных к описанной окружности, проведённых из двух других вершин.
5. Точка пересечения симедиан :
Утверждение о равносильности этих определений называется теоремой о симедиане.
Симедиана — чевиана треугольника, луч которой симметричен лучу медианы относительно биссектрисы угла, проведенной из той же вершины. Она обладает некоторыми свойствами, которые связанны с точкой Лемуана:
Отрезки, на которые симедиана делит противоположную сторону, пропорциональны квадратам прилежащих сторон.
Симедианы треугольника пересекаются в одной точке, которая называется точкой Лемуана и обозначается K или L.
Точка Лемуана изогонально сопряжена центроиду.
Сумма квадратов расстояний от точки на плоскости до сторон треугольника минимальна, когда эта точка является точкой Лемуана.
Расстояния от точки Лемуана до сторон треугольника пропорциональны длинам сторон.
точка Лемуана — единственная точка, которая является центроидом своего педального треугольника.
6.Ортоцентр :
Прямые, содержащие высоты треугольника, всегда пересекаются в одной точке, называемой его ортоцентром. В остроугольном треугольнике ортоцетр лежит внутри треугольника, в прямоугольном – совпадает с вершиной прямого угла, а в тупоугольном на пересечении продолжений высот.
Если H – ортоцентр треугольника АВС, то любая из четырёх А, В, С и Н является ортоцентром треугольника, образованного тремя другими точками.
Докажем, что ортоцентр треугольника существует. Треугольник АВС – это серединный треугольник А1В1С1; значит, высоты первого треугольника являются серединными перпендикулярами второго. Следовательно, они пересекаются в центре Н описанной около второго треугольника окружности, и этот центр совпадает с ортоцентром треугольника АВС.
Рисунок помогает вывести теорему о высотах из теоремы о биссектрисах.
Поскольку биссектрисы смежных углов взаимно перпендикулярны, на рисунке любой из центров четырёх окружностей (вписанной и вневписанной) является ортоцентром треугольника с вершинами в трех других центрах , а точки А, В, С служат основаниями его высот. Можно как бы «перевернуть» это наблюдение и доказать, что высоты произвольного треугольника – биссектрисы ортотреугольника, т.е. треугольника, образованного основаниями высот. Отсюда следует, что они имеют общую точку.