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暴力破解几何问题

本文,用数学软件破解几个几何问题。
工具/原料
1

电脑

2

Mathematica

3

几何表达式

方法/步骤
1

△ABC里面,∠BAC=3π/14,∠ABC=3π/7,∠ACB=5π/14,G是△ABC的九点圆圆心。求∠BGC的度数。用几何表达式作出基本图形,并给出∠BGC的表达式。用Mathematica全面化简之:FullSimplify[%]

2

四边形ABCD为等腰梯形,将三角形ABC旋转一定角度得到三角形EFC,求证,ED、CF、BC的中点三点共线。设B为{-a,0},C为{a,0},∠ABC=∠BCD=u,∠ACE=∠BCF=v,CA=CE=b。那么,ED的中点坐标G、CF中点坐标H、CB中点坐标 I 就可以暴力求出来,观察可知,G、H、I 共线。

3

凸四边形ACBD,∠ABC=50°,∠ABD=65°,∠BAC=46°,∠BAD=67°。求∠ADC和∠BDC的度数。用几何表达式,可以求出目标的表达式,但是Mathematica11.0似乎求不出结果。不过,观察可知,D是△ABC的一个旁心(旁切圆圆心),所以CD是∠ACB的平分线,然后就势如破竹,优于Mathematica的暴力解法。

4

△ABC,D、E分别在线段AB、AC上,且∠EBD=∠DCB=30°,∠EBA=20°。求∠DEB的度数。过D作DE的垂线,交BE于F,设AB=c。可以求出DF、DE的长度和比值。

5

凸四边形ABCD,AB=AC=AD=CD=5,BC=2,B和D位于AC两侧。求BD的长度。设∠ACD=u,那么BD可以表示出来。因为u=60°,所以,BD=Sqrt[27 + 12 Sqrt[2]]。

6

矩形ABCD的对角线交于O,E、F分别是线段AO、DO上的动点,BE、CF交于G,AF、DE交于H。求证:GH⊥AD。设B{0,0},C{c,0},A{0,a},H{x0,y0},那么G的坐标为:{x0, (x0 (-c + x0) Sin[u] Tan[u])/(y0 Cos[u] - c Sin[u])}G、H的横坐标相同,所以GH⊥AD。

注意事项
1

暴力破解,有时候也不尽人意。

2

做数学题,还是要学习技巧的。

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