设P为平面上一点(不在AB、BC、
AC三条直线上),延长AP、BP、CP分别交
对边或其延长线于D、E、F三点,则(
sin∠BAP/sin∠PAC)(sin∠ACP/sin∠PCB)(sin∠CBP/sin∠PBA)=1
在
数学竞赛中,证明
平面几何中的三线共点问题时,首选的方法是同一法,行之有效的方法是同一法,用得最多的方法还是同一法.同一法的老大地位已逐渐让位于
塞瓦定理,其中当然包括角元塞瓦定理的
逆定理.下面给出角元塞瓦定理的
逆定理及其推论的证明。
在
三角形ABC三边BC、AC、AB上分别取D、E、F三点,连接AD、BE,设它们交于P,连接CP、PF若(sinBAP/sinPAC)(sinACP/sinPCB)(sinCBP/sinPBA)=1,C、P、F在同一直线上,既AD、BE、CF三线
共点.
设P为平面上一点(不在AB、BC、AC三条直线上),且(sinBAP/sinPAC)(sinACP/sinPCB)(sinCBP/sinPBA)=1则AD、BE、CF三线共点或
互相平行.
先证原定理,过P作PX⊥BA,PY⊥AC,PZ⊥CB,则sinBAP/sinPAC=PX:PY,sinACP/sinPCB=PY:PZ,sinCBP/sinPBA=PZ:PX,故乘积为1。
逆定理可用
同一法证明。
数学竞赛的教练和优秀选手经常用塞瓦定理的逆定理来证明三线共点问题,并不是因为人们对此定理有所偏爱,而是因为它好用且适用,比同一法更加行之有效.加之使用角元塞瓦定理时,不但可以与平面几何中的许多定理配合应用,而且可以自然而然使用各种
三角公式,因此,角元塞瓦定理的逆定理备受喜爱.尽管这一逆定理的结论是“三线共点或互相平行”,但“三线互相平行”这一情形在大多数情况下都容易排除,并不影响用来证明三线共点问题.