垂心四面体的垂心的一个向量形式——兼谈四面体的垂心与欧拉球心之间的关系

众所周知,对棱互相垂直的四面体存在惟一确定的垂心,这样的四面体称为垂心四面体．本文首先给出垂心四面体的垂心的一个向量形式并说明其应用,然后揭示四面体的垂心与欧拉球心之间的关系．     

垂心四面体的十二点球

定理 垂心四面体中,垂心到四面体各顶点的每线的第一个三等分点、四面体各面的垂心和重心,共12点共球,其球心在垂心四面体的欧拉线上,半径为垂心四面体的外接球半径的1/3。 证明:如图,四面体ABCD为垂心四面体,H、G、O分别为四面体的垂心、重心、外心.由文[1]知,H、G、O共线,且HG=GO.     

四面体的“心”重合与正四面体

众所周知,在三角形的内心、外心、重心及垂心这四个心中,若存在着两心重合,则此三角形必为正三角形。因而这个三角形的四“心”也就完全重合了。那么对于四面体而言是否也有类似的性质呢?即当四面体的“心”中的某两心重合时,这个四面体是否能成为正四面体呢?它的心是否能完全重合呢?     

直角四面体的若干性质

我们称三条侧棱两两互相垂直的四面体叫直角四面体，直角四面体具有对棱互相垂直且顶点在底面的射影是底面三角形的垂心等性质，在教学中发现这种四面体还具有一些美妙独特的性质，现归纳如下，仅供参考。     

正交四面体中的欧拉线定理

研究了正交四面体中的垂心、重心和外心的位置关系 ,证明了正交四面中的欧拉线定理。     

Hagge定理的空间推广

正1引言与主要结果文献[1]介绍了三角形中一个优美的六点共圆定理,即定理0(Hagge定理)从三角形的顶点到对边引共点的线段,以它们为直径作圆;过三角形的垂心作这些线的垂线,与相应的圆相交,所得的六个交点共圆,且圆心就是共点线的公共点.本文将这个优美的六点共圆定理推广至三维空间,得到了一个关于垂心四面体的四圆共球定理:定理1设垂心四面体A1A2A3A4的垂心H在四面体内部,从顶点Ai到所对面引线段AiBi(i=1,2,3,4),四条线段交于一点P;以线段AiBi为直径作球面Si,过H作平面与线段AiBi垂直,且与球面Si相交于圆Oi(i=1,2,3,4),则所得     

普鲁海圆的美妙性质

1863年,普鲁海(Prouhet)将三角形的九点圆(也称欧拉圆或费尔巴哈圆[1])定理,类比推广到垂心四面体中,得到了如下的十二点球定理:[2]定理0在垂心四面体中,以外心与垂心连线的第二个三等分点为球心,外接球面半径的三分之一为半径的球面,必通过十二个特殊点,即:四个顶点与垂心连线的第二个三等分点,四个侧面的重心,以及四条高的垂足.这个定理所说的球面,通常称为垂心四面体的普鲁海球面.最近,曾建军国老师在[3]中指出:若垂心四面体A1A2A3A4的外心为O,垂心为H,则点H满足OH=12∑i=41OAi.据此,我们可以将圆内接四边形与垂心四面体进行类比,导出一个有趣的十二点圆定理.现介绍如下,供读者赏析.本文约定:在任意四边形A1A2A3A4中,除任一顶点Aj外,以其余三顶点为顶点的三角形,称为四边形A1A2A3A4的子三角形,记作△j(j=1,2,3,4).定义设四边形A1A2A3A4内接于⊙(O,R),若点E满足OE=21∑i=41OAi(1)则点E称为四边形A1A2A3A4的欧拉圆心[4];以线段OE的第二个三等分点P为圆心、3R为半径的圆,称为四边形A1A2A3A4的普鲁海圆,记作⊙P,3R.其中,...     

正交四面体中的欧拉线定理

研究了正交四面体中的垂心、重心和外心的位置关系，证明了正交四面中的欧拉线定理。     

关于四面体的十二点共球定理

众所周知,关于三角形有如下命题定理0在三角形中,以它的外心与垂心连线的中点为圆心,外接圆半径的一半为半径的圆,必通过9个特殊点,即:3个顶点与垂心连线的中点,3条边的中点,以及3条高的垂足.这个命题通常称为“三角形的九点圆定理”,它是近代欧氏几何学中最著名的多点共圆定理之一.本文的目的是把它引申到四面体中,在四面体中建     

由锡瓦定理引出的定理系及其应用

本文用平面几何和立体几何综合证法概述锡瓦(Ceva)定理引出的定理系,从而把三角形的重心、垂心、内心、旁心统一成三角形的广义重心,把相应的诸线统一成三角形的广义中线,回答了中学生关于“三角形为什么有那么多种三线共点?”一类问题。我们还将发现,只要对四面体类似地定义其广义中线和广义重心,则对于四面体也存在有类似于三角形的判断诸线共点的充要条件。定理1.(锡瓦定理)设 D、E、F 分别是三角形三边 BC、AC、AB 上的定点,则 AD、BE、CF 共点的充要条件为     

垂四面体特性研究

朱笛同学设计命名了一种特殊的几何体——垂四面体(图1)。它是一个顶点与对面三角形垂心的连线垂直于该三角形所在平面的特殊四面体。她发现并论证了垂四面体的10个特性,创建了垂四面体结构体系,揭示了它的多元对称性、强稳定性、结构丰富趣味性和形态美观多变性。她还设计展望了垂四面体在知识、教学、建筑、雕塑、玩具等领域的实用价值。如果你感兴趣,建议你仔细研究一番,或者照着重画一幅,看看里面有多少奥妙。垂四面体特性研究总图注释:脚标1、2、3、4分别表示顶端A、B、C、D所对的三角形上的点,脚标甲、乙、丙、丁、戊,己分别表示棱…     

广义普鲁海圆的美妙性质

在文[1]中,我们运用类比方法,仿效垂心四面体的普鲁海球面概念,建立了圆内接四边形的普鲁海圆的定义,从而推得了一串有关的、鲜为人知的共圆点定理,展示了类比在数学发现中的重要作用．     

也谈四面体的“五心”

本文通过类比,从三角形的“五心”(外心、内心0、旁心、重心、垂心)的概念得出四面体的“五心”的概念,并对其进行详尽的推证。向量法、解析法兼用,将几何证明推进到定量能算的层面。     

垂心的“垂边三角形”

读贵刊1987.1期《垂心的垂足三角形》一文,颇受启发。本文意欲探讨与垂心有关的另一种三角形——垂心的“垂边三角形”的一些性质,为与《垂心的垂足三角形》相呼应,不妨仍以“边长”、“周长”、“面积”的顺序行文。 (一) 垂心的“垂边三角形”的定义: 如图,以三角形的垂心及三角形两顶点为三顶点的三角形叫做垂心的垂边三角形。图中△HBC、     

直角四面体的一个性质

对应于平面几何中的三角形,立体几何中最简单而又重要的图形是四面体。如果一个四面体有一个直三面角,我们称它为直角四面体,直三面角的顶点称为直角四面体的直角顶点。直角四面体作为特殊的四面体,我们常把它与特殊的三角形——直角三角形进行类比。 我们知道,对于直角三角形,它有外接圆,其圆心在斜边的中点,半径是斜边的一半。那么,对于直角四面体,它是否存在外接球,若存在,球心在何处,半径是多少?下面的命题回答了这个问题。     

三角形垂心的性质及应用

垂心是三角形中的重要一点,鉴于知识的条理化、系列化,本文将归纳涉及三角形垂心的诸多性质及其应用。先不加证明地给出有关的性质。性质1 三角形的三条高线相交于一点(这就是三角形的垂心定理)。性质2 H是锐角△ABC的垂心,AH交BC于D,交△ABC外接圆于L,有     

对一个特殊四面体性质的研究

有这样一个常见的四面体 (如图一 ) :棱ＰＡ⊥底面ＡＢＣ ,ＡＣ⊥ＢＣ 这个四面体有如下几个已知的性质 :性质 (1 )四面体ＰＡＢＣ中共有四个Ｒｔ△ ,分别是 :Ｒｔ△ＰＡＢ,Ｒｔ△ＰＡＣ,Ｒｔ△ＡＢＣ,Ｒｔ△ＰＢＣ.性质 (2 )四面体ＰＡＢＣ中共有三个面互相垂直 ,分别是 :面Ｐ     

八谈圆内接闭折线垂心的性质

本文沿用拙文[1]中的有关概念,揭示圆内接闭折线垂心的两个有趣性质. 定理1 设闭折线1231nAAAAAL内接于⊙(,)OR,其垂心为H,其二级顶点子集jmV的垂心为(1)jmHjmn相似文献   

构造平行六面体,化难为易

给定一个四面体,就有唯一的平行六面体与之对应;反之,一个平行六面体总存在着它的一个内接四面体,一般地说,讨论四面体的线面关系,总比讨论平行六面体的线面关系困难,因此我们把某些有关四面体的     

三角形垂心的一个对称性质及其应用

三角形垂心有一些漂亮的性质,无论是中等学校的招生考试,还是国内外数学竞赛,垂心的性质均引起人们普遍注意,《数学通讯》86·4期、87·10期介绍了“垂心”的有关性质。本文要介绍的三角形垂心的性质不仅在应用上有一定的广泛性,而且此性质还可以从现行平几教材第二册上的问题中发掘得到。一三角形垂心的一个对称性质 (一)、平几教材第二册161页有这样一个简单问题“锐角△ABC的高AD、BE相交于点H,AD的延长线交外接圆于点G,求证:D为HG中点”。证明是显而易见的,即由∠DBG=∠DAC=∠HBD得DH=DG。