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竞赛专题讲座－几个重要定理《定理1》正弦定理△ABC中，设外接圆半径为R，则证明概要如图1-1，图1-2过B作直径BA'，则∠A'=∠A，∠BCA'=90°，故即；同理可得当∠A为钝角时，可考虑其补角，π-A.当∠A为直角时，∵sinA=1，故无论哪种情况正弦定理成立。《定理2》余弦定理△ABC中，有关系a2=b2+c2-2bccosA；（*）b2=c2+a2-2cacosB；c2=a2+b2-2abcosC；有时也用它的等价形式a=ccosB+bcosC；b=acosC+ccosA；（**）c=acosB+bcosA.证明简介余弦定理的证法很多，下面介绍一种复数证法如图建立复平面，则有=（bcosA-c2）+(bsinθ)2即a2=b2+c2-2bccosA，同理可证（*）中另外两式；至于**式，由图3显见。《定理3》梅涅(Menelaus)劳斯定理（梅氏线）直线截△ABC的边BC，CA，AB或其延长线于D、E、F.则本题可以添加平行线来证明，也可不添辅助线，仅用正弦定理来证明。在△FBD、△CDE、△AEF中，由正弦定理，分别有《定理4》塞瓦定理(Ceva)（塞瓦点）设O是△ABC内任意一点，AB、BO、CO分别交对边于D、E、F，则证法简介（Ⅰ）本题可利用梅内劳斯定理证明：（Ⅱ）也可以利用面积关系证明同理④⑤③×④×⑤得《定理5》塞瓦定理逆定理在△ABC三边所在直线BC、CA、AB上各取一点D、E、F，若则AD、BE、CE平行或共点。证法简介（Ⅰ）若AD∥BE（如图画5-1）则代入已知式：于是，故AD∥CF，从而AD∥BE∥CF（Ⅱ）若AD、BE交于O（图5-2），则连CO交AB于F’.据塞瓦定理，可得而已知可见则即即F，可见命题成立《定理6》斯特瓦尔特定理在△ABC中，若D是BC上一点，且BD=p，DC=q，AB=c，AC=b，则证明简介：在△ABD和△ABC中，由余弦定理，得《定理7》托勒密(Ptolemy)定理四边形的两对边乘积之和等于其对角线乘积的充要条件是该四边形内接于一圆的充要条件是《定理7》、西姆松(Simson)定理（西姆松线）从一点向三角形的三边所引垂线的垂足共线的充要条件是该点落在三角形的外接圆上△ABC的三边BC、CA、AB上有点P、Q、R，则AP、BQ、CR共点的充要条件是。例题：例1设AD是△ABC的边BC上的中线，直线CF交AD于F。求证：。【分析】CEF截△ABD→（梅氏定理）【评注】也可以添加辅助线证明：过A、B、D之一作CF的平行线例22、过△ABC的重心G的直线分别交AB、AC于E、F，交CB于D。求证：。【分析】连结并延长AG交BC于M，则M为BC的中点。DEG截△ABM→（梅氏定理）DGF截△ACM→（梅氏定理）∴===1【评注】梅氏定理3．D、E、F分别在△ABC的BC、CA、AB边上，，AD、BE、CF交成△LMN。求S△LMN。【分析】梅氏定理4．以△ABC各边为底边向外作相似的等腰△BCE、△CAF、△ABG。求证：AE、BF、CG相交于一点。【分析】塞瓦定理5．已知△ABC中，∠B=2∠C。求证：AC2=AB2+AB·BC。【分析】托勒密定理过A作BC的平行线交△ABC的外接圆于D，连结BD。则CD=DA=AB，AC=BD。由托勒密定理，AC·BD=AD·BC+CD·AB。6．已知正七边形A1A2A3A4A5A6A7。求证：。【分析】托勒密定理7．过圆外一点P作圆的两条切线和一条割线，切点为A,B.所作割线交圆于C,D两点，C在P,D之间.在弦CD上取一点Q,使求证：7．△ABC的BC边上的高AD的延长线交外接圆于P，作PE⊥AB于E，延长ED交AC延长线于F。求证：BC·EF=BF·CE+BE·CF。【分析】西姆松定理（西姆松线）8．正六边形ABCDEF的对角线AC、CE分别被内分点M、N分成的比为AM：AC=CN：CE=k，且B、M、N共线。求k。（23-IMO-5）【分析】面积法GBACEFD353040例1如图，G是ABC内一点AG，BG，CG的延长线分别交对边于D，E，F，AGF，BGF，BGD的面积分别为40，30，35。求ABC的面积。例2，已知AC，CE是正六边行ABCDEF的两条对角线，点M，N分别内分AC，CE，且使。如果B，M，N三点共线，试求k的值变式，已知AC，CE是正六边形ABCDEF的两条对角线，点M，N分别内分AC，CE，且使求证：B，M，N三点共线。例3，如图，过ABC的三个顶点A，B，C作它的外接圆的切线，分别和BC，CA，AB的延长线交于P，Q，R。求证：P，Q，R三点共线。例4。设AF，BE，CD分别是ABC的内角平分线，中线和高，且AC=b,AB=c,求证：AF，BE，CD三线共点的充要条件是cosA=例4，在凸四边形ABCD中，