拿破仑定理是法国著名的军事家 拿破仑·波拿巴 已知最早提出的一个 几何定理 :“以 任意三角形 的三条边为边,向外构造三个等边三角形,则这三个等边三角形的 外接圆 中心恰为另一个等边三角形的顶点。”该等边三角形称为拿破仑三角形。如果向内(原 三角形 不需为 等边三角形 )作三角形,结论同样成立。
思路1:利用已有的三个圆和三个 四点共圆 来证明。
证明:设等边△ABD的 外接圆 ⊙N,等边△ACF的外接圆⊙M,等边△BCE的外接圆⊙P
相交于O;连AO、CO、BO。
∵ A、D、B、O四点共圆;
A、F、C、O 四点共圆
B、E、C、O 四点共圆
∠AFC=∠ADB=∠BEC=60°;
∴ ∠AOB=∠AOC=∠BOC=120°;
∵ NP、MP、MN是 连心线
BO、CO、AO是 公共弦
∴ BO⊥NP于X;
CO⊥MP于Y;
AO⊥NM于Z。
∴ X、P、Y、O 四点共圆
Y、M、Z、O 四点共圆
Z、N、X、O 四点共圆
∴ ∠N=∠M=∠P=60°;
即△MNP是 等边三角形
思路3:用相似证明三边相等
证明:如图1,分别以△ABC的边BC、AC、AB为等边三角形边长,向△ABC外作等边三角形(△BCC'、△ACA'、△ABB'),设这三个三角形的中心分别为D,E,F,
则:∠FAB=∠FBA=∠DBC=∠DCB=∠EAC=∠ECA=30°
以点A为圆心,以AF长为半径作弧;以点E为圆心,以DC长为半径作弧。设两弧在 多边形 AFBDCE内交于点G。则AG=AF,GE=DC。
连接GF、GA、GE,DE、DF、EF。
∵△ABF、△BCD、△ACE都是 底角 为30°的 等腰三角形 (即∠FAB=∠FBA=∠DBC=∠DCB=∠EAC=∠ECA=30°)
∴△ABF∽△BCD∽△ACE,
图1 拿破仑三角形证明方法三
∴AF/AB = AE/AC = DC/BC 又∵AG=AF,GE=DC
∴AG/AB = AE/AC = GE/BC
∴△AGE∽△ABC
∴∠GAE=∠BAC
∴∠FAG = ∠ EAF -∠ GAE = ∠EAF-∠BAC = ∠FAB+∠EAC = 60°
又∵AG=AF
∴△AGF为等边三角形
∴AG=AF,∠AGF=60° ∵△AGE∽△ABC
∴∠AGE=∠ABC
又∵∠FBD = ∠ABC+∠FBA+∠DBC = ∠ABC+60°
∠FGE = ∠AGE+∠AGF = ∠AGE+60°
∴∠FBD=∠FGE
∵在△FBD和△FGE中,
FB=FG,∠FBD=∠FGE,BD=GE
∴△FBD≌△FGE(SAS)
∴FD=FE
同理,FD=DE
∵FD=DE=FE
∴△DEF为 等边三角形