“附加题2:设△abc中,顶点a,b,c的对边分别是a,b,c,内心i到顶点a,b,c的距离分别为m,n,l,求证:al^2+bm^2+cn^2=abc”
这一题看似条件不足无从下手,但秦克略一思索,便有了思路。
他决定用面积法来证明。
面积法最基本的思想,就是用两种不同的方法计算同一个面积,得到的结果应该是相等的。
首先引入△abc的外接圆半径r,由正弦定理a/sina=b/sinb=c/sinc=2r,
三角形面积s=(1/2)absinc
=(1/2)ab·c/2r
=abc/4r,
所以s=abc/4r。
再将△abc分割为3个四边形,Δabc的面积s,显然等于3个四边形的面积之和s。
如此便将上面的s=abc/4r与3个四边形面积之和,建立起面积等式。
再根据3个四边形都有外接圆,且对角线相互垂直,用已知量来表示它们的面积并不会太难,再借助△abc的外接圆半径r可以消去角的正弦,不出意外,轻易就能证明这题的结论。
ok,开干。
“证明:设△abc内切圆与三边bc,ca,ab分别相切于d,e,f,分别连接ef,ei,fi,di,ai,分别得到aeif,bfid,cdie三个四边形……”
“所以s△abc=saeif+sbfid+scdie=(al^2+bm^2+cn^2)/4r,又因为s△abc=abc/4r,由面积法可知两种方法求得的s△abc相等,由此得出al^2+bm^2+cn^2=abc”
秦克神色轻松地放下笔,最后检查了一遍确定没漏题后,看看左右的考生,见人人都做得眉头紧锁,全文彦倒已恢复了正常,正刷刷刷地答题。