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第4题

在三角形 ABCABC 中,角 BCABCA 的平分线再次与外接圆交于 RR,与 BCBC 的垂直平分线交于 PP,与 ACAC 的垂直平分线交于 QQ。BCBC 的中点为 KK,ACAC 的中点为 LL。证明三角形 RPKRPK 与三角形 RQLRQL 面积相等。
第 1/4 步:K和L处的相似直角三角形给出相等的角和边的比
通俗地说

两条垂直平分线与角平分线相交成相同的角 90∘−C290^\circ - \dfrac{C}{2},这使得两个直角三角形 CKPCKP 与 CLQCLQ 相似。

△CKP∼△CLQ  ⟹  PKQL=CPCQ,∠RPK=90∘+C2=∠RQL\triangle CKP \sim \triangle CLQ \implies \frac{PK}{QL} = \frac{CP}{CQ}, \qquad \angle RPK = 90^\circ + \frac{C}{2} = \angle RQL
详细分析

设 C=∠BCAC = \angle BCA,于是 ∠KCP=∠LCQ=C2\angle KCP = \angle LCQ = \dfrac{C}{2}。因为 PK⊥BCPK \perp BC 于 KK 且 QL⊥ACQL \perp AC 于 LL,直角三角形 CKPCKP 与 CLQCLQ 相似,得到 PKQL=CPCQ\dfrac{PK}{QL} = \dfrac{CP}{CQ} 及 ∠CPK=∠CQL=90∘−C2\angle CPK = \angle CQL = 90^\circ - \dfrac{C}{2}。它们沿直线 CRCR 的补角因此满足 ∠RPK=∠RQL=90∘+C2\angle RPK = \angle RQL = 90^\circ + \dfrac{C}{2}。