一个有趣的截面

定理:经过四面体一组对棱中点连线的截面分四面体为等积体。为了更明确的证明本定理我们先引用二个预备定理。引理一:经过四面体一组对棱中点连线的截面把一棱分成m:n,那么也把其对棱分成m:n. 已知:四面体ABCD,     

一个截面性质的简证

[1]中利用了两个引理，证明了定理：过四面体任一对对棱中点的截面平分四面体的体积．本将给出这一定理的简洁证法．     

一个截面性质的另一简证

定理　过四面体任一对对棱中点的截面平分该四面体的体积 .对于该定理 ,文 [1]给出了一种简洁的证法 ,本文再给出另一简证 .图 1证明　如图1,设 E,G分别是四面体 ABCD的棱 AB,CD 的中点 ,过 E,G的截面交 BC,AD于 F,H.且 BF∶FC=m∶ n.则由文 [2 ]知 :AEEB·BFFC· CGGD·DHH A=1,∴ DHH A=nm.连 AF,AG;BH ,BG.则VA -E F GH=VB -E FG H.又 VV -C FG=nm n VA -BCG;VH -B D G=nm n·VA -B D G.且 VA -B CG=VA -B D G.∴ VA -CF G=VH -B D G,从而 VA C-E F GH=VB D -E FG H.一个截面性质的另一…     

关于四面体“宽度”的两个不等式

将四面体的每一组对棱之间的距离(即公垂线的长度)叫做四面体的一个“宽度”。本文主要由一些引理得到了关于四面体“宽度”的两个不等式。命题一设四面体ABCD的三个宽度为d_1,d_2,d_3,体积为V,则有 d_1d_2d_3≤3V, (1)当且仅当四面体的各对对棱相等时,等号成立。为证命题,先看如下两个引理。引理1 若四面体的体积为v,其一组对棱之长分别为a,b,此组对棱间的距离为d,夹角为a,则有 V=1/6abdsina, (2) 引理 2设四面体体积为V,六条棱长的乘积为P,三对对棱成角分     

矩形外接圆周上点的有趣性质在三维空间中的拓展

文[1]证明了矩形外接国周上点的有趣性质：“定理：矩形外接圆周上任一点到矩形各边中点的距离的平方和为定值”。文[2]注意到性质中“各边中点”的特殊性，在二维空间（平面）上作了一般的推广。笔者运用类比的思考方法：把矩形和等对棱四面体（或长方体）类比，把圆周和球面类比，将这一性质拓展到三维空间中而获得颇为有趣的结论：定理等对校四面体外接球面上任一点到该四面体的各面三角形重心的距离的平方和为定值。何谓等对棱四面体，我们称三组对核分别相等的四面体为等对校四面体，过四面体每条校可作唯一平面平行于对棱，六个面围成…     

塞瓦定理在n维空间的推广

本文将塞瓦定理推广到了n维空间,得到结论:A0A1…An为n维空间的单形,P为空间任一点(P不在A0,A1,…,An中的任意n个点所确定的超平面上,也不在过其中的任意n-1个顶点且与另外两个顶点所确定的直线平行的超平面上).那么各棱中点,过任意n-1个顶点与点P的超平面与对棱的交点,共2C2(n+1)个点,以及任意三顶点所确定的三角形所在平面与点P和其余顶点所确定的超平面的交点和三角形三个顶点连线的中点,总共(n(n+1)2/2个点在同一n维二次超曲面上.     

也谈Weisenbck不等式的三维推广

Weisenb ck不等式 :设a、b、c和S分别表示△ABC的三边长和面积 ,则a2 +b2 +c2 ≥43S ,当且仅当a =b =c时等号成立 .文 [1 ]将该不等式进行了三维推广 ,得到关于四面体的两个不等式 .本文将对该不等式作进一步的三维推广 ,得出关于四面体的更一般的结论 .引理　设四面体的 6条棱长之积为P ,体积为V ,则P≥72V2 ,当且仅当四面体为正四面体时等号成立[2 ] .命题 1　设四面体ABCD的 6条棱长分别为a、b、c、d、e、f,体积为V .则对任意自然数n有an+bn+cn+dn+en+fn≥6(72V2 ) n6,①当且仅当四面体为正四面体时等号成立 .证明 :根据算术—几…     

关于四面体的一个新的不等式

关于四面体不等式的研究已取得了不少重要成果.本文给出一个关于四面体的一个新的不等式. 为了便于叙述，首先给出 引理1 若12,,,,,naaaR 鬃a>b则 111212()(),nnaaaaaannaaabbbba 鬃? 鬃?当且仅当12naaa==鬃?时取等号. 该命题的证明见文[1]. 引理2 设四面体1234AAAA中三对对棱之间的距离分别为123,,,ddd且P为四面体内任意一点,记(1,2,3,4)iiPARi==, 则 22221234123()4(),RRRRddd ? 当且仅当四面体为等面四面体,且P为其外心时取等号. 下面就是本人建立的关于四面体的新的不等式: 定理 若引理2中的条件成立,且,nN 1n>,则 1234nnnn…     

证明两条直线垂直的定理向空间推广

笔者发现,本刊1987年第5期《关于证明两条直线互相垂直的一个定理》一文的定理,可进一步推广到空间的情形。有定理:四面体一组对棱垂直的充要条件是另外两组对棱的平方和相等。即在四面体     

关于等腰四面体的一个判定定理

定义三组对棱分别相等的四面体称为等腰四面体.对于等腰四面体有如下的判定定理:定理四个面的面积都相等的四面体是等腰四边体.这个定理证法很多.证法一取 AB,BC,CD,DA,AC     

线段垂直的一个充要条件的推广及应用

文[1]给出了平面内两条线段互相垂直的一个充要条件（本文称为定理1）．定理三线段AB与CD垂直的充要条件是对于任意平面四边形，定理1即为“平面四边形的两条对角线互相垂直的充要条件是其两组对边的平方和相等”．若将平面四边形沿其对角钱折成一个空间四边形，其两条对角线与两组对边之间也有此结论．由于空间四边形总对应于一个四面体，因此将定理1推广到四面体中，可得到四面体的如下性质．定理2四面体的一组对棱互相垂直的充要条件是另两组对棱的平方和相等．也就是：在四面体D－ABC中，AB上CD的充要条件是AC’＋BD’一AD’＋B…     

四面体对棱间某些元素的两个关系式

如图,AB 和 CD 是四面体 ABCD 的一双对棱。为叙述方便,我们约定:棱 AB 所在的二面角的平面角为θ1,∠ACB=α_1,∠ADB=3_1;棱 CD 所在的二面角的平面角为θ_2,∠CAD=α_2,∠CBD=β_2。在四面体 ABCD 中,如上所述的八个元素(两条棱、六个角)之间存在着十分密切的联系。本文揭示出其中的两个关系式,并简单介绍它们在解题中的实际应用。定理一四面体 ABCD 中,AB/(sinθ_1 sinα_1 sinβ_1)=CD/(sinθ_2 sinα_2 sinβ_2)。证明:如图,过四面体 ABCD 的顶点     

浅谈立几计算中线段、面积、体积的转化

有很多文章对立几计算题中的转化法作了详细的论述。如求异面直线间的距离转化为“线面距离”或“面面距离”,转化为“点面距离”再转化为三棱锥的高等等。本文借两道题的分析和解答,说明立几计算题中线段、面积、体积相互转化的思想方法,供参考。例1 如图,在任意四面体中,E、F分别为对棱AB、CD的中点,过E、F作四面体的截面交相对棱BC、AD(或其延长线)于G、H,求证:GH被EF所平分。     

从一道高考题谈起

20 0 3年高考江苏卷数学第 (16 )题是 :对于四面体 ABCD,给出下列四个命题(1)若 AB=AC,BD=CD,则 BC⊥AD.(2 )若 AB=CD,AC=BD,则 BC⊥ AD.(3)若 AB⊥AC,BD⊥CD,则 BC⊥AD.(4 )若 AB⊥ CD,BD⊥ AC,则 BC⊥ AD.其中真命题的序号是 .(写出所有真命题的序号 )真命题的序号是 (1)、(4 ) .给出的四个命题中的 (1)、(2 )是关于邻棱或对棱相等的四面体问题 ;(3)、(4 )是关于邻棱或对棱垂直的四面体问题 .笔者感兴趣的是 :一组、两组、三组对棱分别相等的四面体有何性质 ?一组、两组、三组对棱分别垂直的四面体又有何性质 ?经过…     

新发现抛物线的一个有趣性质

正在对圆锥曲线的研究中,笔者新发现了抛物线的一个有趣性质,介绍如下.定理1给定抛物线Γ:y2=2px(p0),M(m,0)(m≠0)是x轴上的任意一点,过M任意引一条直线交Γ于P、Q两点,过线段MQ的中点R引x轴的平行线交Γ于点S,     

如何确定n维向量组的线性关系

以上两引理的证明可见张禾瑞、郝炳新所著《高等代数》一书。定理: 给定n个m维向量如引理二,则可经行的初等变换(或适当交换列);求出它们的一个极大线性无关组,并将其余向量用该极大线性无关组线性表出。     

等截线与等截面的再讨论

文 [1 ]给出并证明了如下的定义与定理 :1 .1　定义　若一条直线把一个三角形的周长与面积同时截成了相等的两部分 ,则称这条直线为该三角形的等截线 .1 .2　定理　每一个三角形都有等截线 ,并且它经过三角形的内心 .2 .1　定义　若一个平面把一个四面体的表面积与体积同时截成了相等的两部分 ,则称这个平面为该四面体的等截面 .2 .2　定理　每一个四面体都有等截面 ,并且它经过四面体的内心 .但是 ,每一个三角形都有等截线 ,那么它最多 (少 )有几条 ?每一个四面体都有等截面 ,那么它最多 (少 )有几个 ?能否用尺规作图法作出一个已知三角形…     

四面体中Weitzenbock不等式的证明

定理在四面体ABCD中,a_1,…,a_6为棱,V为体积,则等式当且仅当ABCD为正四面体时成立.为证此定理,先给出如下引理.引理a,b,c和△分别为△ABC三边和面积     

一个不等式的指数推广及应用

文 [1]给出了一个不等式 :2 (n+1- 1) <∑nk=11k<2 n - 1　 (n>1) . ( )本文首先用初等数学知识 ,借助于算术—几何均值不等式对 ( )式进行指数推广 ,从而把( )式统一到本文定理之中 ,最后指出该定理的应用 .定理　 11- p[(n+1) 1 -p - 1]<∑nk=11kp<11- p· n1 -p - 11- p+1(p∈ Q且 p>0 ,p≠ 1,n>1) .定理证明依据如下引理 :引理 1　 1kp<11- p[k1 -p- (k- 1) 1 -p](p∈ Q且 P>0 ,p≠ 1,k>1) .证明　 (1)当 0 m kt· (k- 1) m -t,∴k- m- tm >m …     

四面体中三面角的计算公式

这是一个“来自四面体的挑战”性质的问题,本文求得了这一公式,但须如下引理.引理(三射线定理)[1]从空间一点O 任意引三条射线 OA,OB,OC.