Bài 3
Cho là một tam giác nhọn với . Gọi là đường tròn ngoại tiếp của nó, là trực tâm, và là chân đường cao từ . Gọi là trung điểm của . Gọi là điểm trên sao cho , và gọi là điểm trên sao cho . Giả sử rằng các điểm , , , , đều phân biệt và nằm trên theo thứ tự này. Chứng minh rằng đường tròn ngoại tiếp của các tam giác và tiếp xúc với nhau.
Bước 1 trên 4: Thiết lập phép nghịch đảo tâm
Hiểu nôm na
Phép nghịch đảo âm tâm trực tâm, biến đường tròn ngoại tiếp thành đường tròn chín điểm, là công cụ kinh điển cho các cấu hình trực tâm.
Phân tích chi tiết
Gọi là điểm trên đường tròn chín điểm sao cho . Phép nghịch đảo âm tâm biến đổi thành đường tròn chín điểm, gửi (cả hai đều là các điểm liên quan đến chân đường cao trên các đường tròn tương ứng đi qua ), (dùng và sự tương ứng kiểu trên đường tròn chín điểm), và . Vì phép nghịch đảo bảo toàn tính tiếp xúc của các đường tròn đi qua tâm, còn đi qua tâm nghịch đảo , việc chứng minh tiếp xúc với tương đương với việc chứng minh đường thẳng (ảnh nghịch đảo của đường tròn , vì đường tròn đi qua tâm biến thành đường thẳng) tiếp xúc với ảnh nghịch đảo của , tức là đường tròn .