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题目:一个圆的中心位于环形四边形$ABCD$的边$AB$上。其他三边都与这个圆相切。能否证明$AD + BC = AB$。

发布于 2024-10-18 09:19:30

可以证明这一点。

设圆心为 (O),圆与边 (BC)、(CD) 和 (DA) 相切的点分别为 (E)、(F) 和 (G)。由于 (ABCD) 是环形四边形,我们可以利用切线的性质来证明 (AD + BC = AB)。

  1. 首先,由于圆在点 (E)、(F) 和 (G) 处与 (BC)、(CD) 和 (DA) 相切,根据切线性质,我们有 (BE = BF),(CF = CE),和 (AG = AD)。

  2. 考虑三角形 (BOE) 和 (COF),由于 (O) 是圆心,(OE) 和 (OF) 都是半径,因此 (OE = OF)。同理,在 (DOA) 和 (COF) 中,(OG = OD)。

  3. 由于 (BE = BF)(切线段相等)和 (AG = AD)(切线段相等),我们可以得出 (AB = BE + AG) 和 (BC + CD = CF + CE)。

  4. 根据切线的性质,对于圆外一点,连接该点与圆心的所有直线中,垂直于过该点的切线的那一条是最短的,并且所有切线都相等。因此,(BE = BF = CD) 和 (AG = AD = CF)。

  5. 将这些等式代入到 (AB + CD + DA) 的表达式中,我们得到 (AB + BE + AG = AB + CD + DA)。

  6. 由于 (BE = BF = CD) 和 (AG = AD = CF),那么 (AB = BE + AG) 并考虑到 (BE + AG) 实际上就是 (BC + CD) 的长度(因为它们是由同一组切线段构成的),我们可以得出结论 (AD + BC = AB)。

这个证明依赖于切线的性质和圆心到切点的对称性。所以,给定的条件是成立的,即 (AD + BC = AB)。

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