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第1题

设 ABCABC 为三角形,JJ 为对着顶点 AA 的旁心。旁切圆与边 BCBC 在 MM 处相切,并分别与直线 ABAB,ACAC 在 KK,LL 处相切。直线 LMLM 与 BJBJ 交于 FF,直线 KMKM 与 CJCJ 交于 GG。设 SS 为直线 AFAF 与 BCBC 的交点、TT 为直线 AGAG 与 BCBC 的交点。证明 MM 是 STST 的中点。
第 4/5 步:从 A 投影到 BC 得到 S 与 T
通俗地说

在重心坐标下,求过 A 的直线与对边 BC 的交点,只需把 A 坐标置为 0,同时保持 B、C 坐标不变。

S=(0:a+c:−c),T=(0:−b:a+b)S=(0:a+c:-c),\quad T=(0:-b:a+b)
详细分析

由于 A=(1:0:0)A=(1:0:0) 且直线 BCBC 的方程为 x=0x=0,求 AFAF 与 BCBC 的交点只需去掉 FF 的第一坐标,得到 S=AF∩BC=(0:a+c:−c)S=AF\cap BC=(0:a+c:-c),同理 T=AG∩BC=(0:−b:a+b)T=AG\cap BC=(0:-b:a+b);即 S=(0:a+c:−c),T=(0:−b:a+b)S=(0:a+c:-c),\quad T=(0:-b:a+b)。由于 (0,a+c,−c)(0,a+c,-c) 与 (0,−b,a+b)(0,-b,a+b) 的坐标之和都等于 aa,除以 aa 就已经把 SS 与 TT 化为规范化重心坐标(坐标和为 11),而 M=(0:s−b:s−c)M=(0:s-b:s-c) 规范化为 (0,s−ba,s−ca)(0,\tfrac{s-b}{a},\tfrac{s-c}{a})(利用 (s−b)+(s−c)=a(s-b)+(s-c)=a)。