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几何命题的极坐标证法

  • 投稿文兄
  • 更新时间2015-09-24
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苏艳华

(沈阳大学师范学院,辽宁 沈阳 110044)

摘 要:几何命题的证明一般常用综合法、解析法、向量法等等,本文旨在通过具体实例介绍几何命题的极坐标证法,以供读者.

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关键词 :极坐标;应用;几何命题

中图分类号:O141 文献标识码:A 文章编号:1673-260X(2015)01-0001-03

几何命题的证明一般常用综合法、解析法、向量法等等,这些方法各有所长,对于中学数学教师来说,掌握和运用这些不同的方法来证明几何命题十分必要.众所周知,极坐标是数学的有力工具,它主要用于解决几何中曲线方程,在几何教学、天体物理学中应用十分广泛,但目前国内中学数学教材介绍甚少,本文旨在通过具体实例介绍几何命题的极坐标证法,供大家分享之.

命题1 经过圆内任意一个定点作任意一条弦,则弦被这个点分得的两条线段的乘积是一个恒量.

证明 设P0为圆内任意一个定点,AB为经过P0的任意一条弦.采用极坐标系,以P0为极点,P0X为极轴.设圆的极坐标方程为

命题2 圆内接四边形的两组对边乘积的和等于两条对角线的乘积.

证明 采用极坐标系,以圆心O为极点,使极轴OX与P4P1相交.设顶点按逆时针方向依次为P1(r,?兹1),P2(r,?兹2),P3(r,?兹3),P4(r,?兹4),这里0<i<2仔,i=1,2,3,4.

故本命题得证.

命题3 如图3,已知P是正三角形P1P2P3外接圆中劣弦上任意一个点,求证:

PP12=PP2·PP3+P2P32.

命题4 由三角形外接圆上任意一个点分别对三角形三条边作垂线,则所得的三个垂足共线.

证明 设由△P1P2P3外接圆上任一点O分别作其三边的垂线,所得的三个垂足为F1,F2和F3.

采用极坐标系,取点O为极点,使△P1P2P3的外心在极轴OX上,则此外接圆的方程可写为

命题7 三角形一条边上的高与外接圆直径的乘积等于其余两条边的乘积.

证明 采用极坐标系,取C为极点,使△ABC的外心在极轴CX上.设A,B的坐标依次为(?籽1,?琢),(?籽2,?茁),外接圆的方程为

限于篇幅,仅举以上几例.研究极坐标在几何证题中的运用,既符合新课程标准的理念,又有利于开拓学生视野,并对提高学生解题水平、融汇贯通学科间的知识大有裨益.

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参考文献:

〔1〕沈文选.平面几何证明方法全书[M].哈尔滨工业大学出版社,2005.

〔2〕肖维松.圆极坐标方程引理及其应用[J].新高考,2011(6).〔3〕于志洪.极坐标法证明四点共圆[J].厦门数学通讯,1982(1).