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第1题

在等边三角形 ABCABC 的边上取六个点:BCBC 上取 A1,A2A_1, A_2,CACA 上取 B1,B2B_1, B_2,ABAB 上取 C1,C2C_1, C_2,使它们是一个各边相等的凸六边形 A1A2B1B2C1C2A_1A_2B_1B_2C_1C_2 的顶点。证明直线 A1B2A_1B_2、B1C2B_1C_2 与 C1A2C_1A_2 共点。
第 5/6 步:一个顶点对应两条相等的弦
通俗地说

在过 A1,B1,C,DA_1,B_1,C,D 的圆上追角,可将相等的圆周角转化为以 A2A_2 为公共点的两个全等三角形。

A2B2=A2C2A_2B_2=A_2C_2
详细分析

该圆中相等的圆周角给出 ∠CA1D=∠CB1D\angle CA_1D=\angle CB_1D,从而 ∠C2A1A2=∠A2B1B2\angle C_2A_1A_2=\angle A_2B_1B_2。结合六边形各边相等,可知三角形 C2A1A2C_2A_1A_2 与 A2B1B2A_2B_1B_2 全等,故 A2C2=A2B2A_2C_2=A_2B_2:顶点 A2A_2 到 B2B_2 与 C2C_2 等距。