在数学吧看到一个相关的问题解答,贴过来。
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平面几何难题求解
任一四边形,每边三等分,对边等份点对应相连,分成九个小四边形。求证:图形中间的小四边形面积为大四边形面积的九分之一。
请高人指点,将答案发送至邮箱:wzx961008@163.com
作者: 222.244.166.* 2007-6-3 21:26
2 回复
由干作图不便,先叙术一下图形。四边形ABCD之顶奌和三等分奌依次为A-A1-A2-B-B1-B2-C-C1-C2-D-D1-D2-A各连接A1,C2;A2,C1;B1,D2;B2,D1此四线在四边形内之交奌各为A’,B’,C’,D’。
证此题需要两个预备定理:
定理1。 如上四边形只要每边上分奌是三等分的,则形内四线彼此也是三等分的。即A1A’=A’D’=D’C2 ; A2B’=B’C’=C’C1 ; B1B’=B’A’=A’D2 ; B2C’=C’D’=D’D1。
说明::这只要连接A2 D1和B2C1利用相似三角形,即可证明A2C1和B2D1的三等分关系。其它段亦同。
定理2. 对四边形ABCD,只要AD2=D2D1=D1D及BB1=B1B2=B2C (不考虑A1C2和A2C1)则四边形ABB1D2+B2CDD1=2*B1B2D1D2。
证明方法是:(仍用上图)延长AD和BC交于O (假设交于此侧), 再连接AB1,D2B2,D1C此时,三角形BAB1,B1D2B2,B2D1C是等底不同高的。所以,其面积比等于其高之比。再利用高线垂足E,E1,E2到O奌距离和高线的比例 (注意直角三角形OAE; OD2E1; OD1E2是相似的)关系,即可证明,三角形BAB1+B2D1C=2*B1D2B2同理证明三角形AB1D2+D1CD=2*D2B2D1此二式对应相加,即得四边形ABB1D2+B2CDD1=2*B1B2D1D2
有了此二定理,就能证明原题了。
原题证明: 因为四边形ABCD的边AB和CD上的分奌都是三等分奌。由定理2。知,在大四边形ABCD中应有ABB1D2+D1B2CD=2*D2B1B2D1即D2B1B2D1=ABCD/3。
在四边形D2B1B2D1中,由定理1。知DB1和D1B2上的分奌是三等分的。再用定理2。知D2A’D’D1+B’B1B2C=2*A’B’C’D’即A’B’C’D’=D2B1B2D1/3
所以A’B’C’D’=ABCD/9
作者: 李chunji6475 2007-6-26 09:23
来源:数学吧
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