# 三角龍復活計畫 <span style="color:red; font-size:150%;">研究三角形衍生形的奧秘</span> --- ## 研究動機 <span style="font-size:120%">之前在練能力競賽的題目時,寫到一題三角形衍生形的題目,很有挑戰性,當時解出來覺得很有成就感。在之後的奧數競賽中,又遇到同樣的題目但不同性質,於是我們想深入研究此題的不同解法。</span> --- ## 題目(奧數) | ![495046781_1918793708660035_3651214876402958146_n](https://hackmd.io/_uploads/BJqwOWIbel.png) | 令 $\triangle ABC$ 為一銳角三角形。<br>作點 $A_1$ 使得 $\triangle A_1BC$ 為以 $A_1$ 為頂角,<br>且與 $\triangle ABC$ 不重疊的等腰直角三角形。<br>同理,作點 $B_1$ 與 $C_1$,使得 $\triangle AB_1C$ 與 $\triangle AC_1B$ 分別為<br>以 $B_1$ 與 $C_1$ 為頂角,且皆與 $\triangle ABC$ 不重疊的等腰直角三角形。<br><br>證明 $AA_1$、$BB_1$、$CC_1$ 三線共點。 | |--|--| --- ## 題目(能競) | ![495046991_9660337234041763_2931656340173058730_n](https://hackmd.io/_uploads/rJxeo-8Zle.png) | 在 $\triangle ABC$ 外側作等腰直角三角形 $\triangle BCD$、$\triangle CAE$、$\triangle ABF$,<br>其中 $\angle D$、$\angle E$、$\angle F$ 為直角。<br><br>證明:$EF = AD$ 且 $EF \perp AD$。 | |--|--| --- <!-- slide --> ## 解一(延伸) | ![幾何圖](https://hackmd.io/_uploads/ByT-UbIbel.png) | 由定理一可知,$\overline{BE} \perp \overline{DF}$,同理 $\overline{AD} \perp \overline{EF}$、$\overline{CF} \perp \overline{DE}$。<br><br>故此三條 $BE, AD, CF$ 為 $\triangle DEF$ 的三邊高,交於其垂心,得證。 | |--|--| ---- ## 解二(西瓦+正弦) 令 $\overline{A_1A}$、$\overline{B_1B}$、$\overline{C_1C}$ 分別交 $\overline{BC}$、$\overline{AC}$、$\overline{AB}$ 於 $D$、$E$、$F$。<br> 由正弦定理可得: $$ \frac{\overline{BD}}{\sin \angle BA_1D} = \frac{\overline{A_1D}}{\sin \angle A_1BD} = \frac{\overline{A_1D}}{\sin \angle A_1CD} = \frac{\overline{CD}}{\sin \angle CA_1D} $$ 同理,應用正弦定理於 $\triangle ABA_1$ 與 $\triangle ACA_1$,可得: $$ \frac{\overline{AB}}{\sin \angle BA_1A} = \frac{\overline{AA_1}}{\sin \angle ABA_1}, \quad \frac{\overline{AC}}{\sin \angle CA_1A} = \frac{\overline{AA_1}}{\sin \angle ACA_1} $$ 因此: $$ \frac{\sin \angle BA_1A}{\sin \angle CA_1A} = \frac{\overline{AB}}{\overline{AC}} \cdot \frac{\sin \angle ABA_1}{\sin \angle ACA_1} $$ 又因為: $$ \angle BA_1D = \angle BA_1A, \quad \angle CA_1D = \angle CA_1A $$ 所以有: $$ \frac{\overline{BD}}{\overline{CD}} = \frac{\sin \angle BA_1A}{\sin \angle CA_1A} = \frac{\overline{AB}}{\overline{AC}} \cdot \frac{\sin(\angle B + 45^\circ)}{\sin(\angle C + 45^\circ)} $$ 同理可得: $$ \frac{\overline{CE}}{\overline{AE}} = \frac{\overline{BC}}{\overline{AB}} \cdot \frac{\sin(\angle C + 45^\circ)}{\sin(\angle A + 45^\circ)} $$ $$ \frac{\overline{AF}}{\overline{BF}} = \frac{\overline{AC}}{\overline{BC}} \cdot \frac{\sin(\angle A + 45^\circ)}{\sin(\angle B + 45^\circ)} $$ 將三式相乘得: $$ \frac{\overline{BD}}{\overline{CD}} \cdot \frac{\overline{CE}}{\overline{AE}} \cdot \frac{\overline{AF}}{\overline{BF}} =\left( \frac{\overline{AB}}{\overline{AC}} \cdot \frac{\sin(\angle B + 45^\circ)}{\sin(\angle C + 45^\circ)} \right) \cdot \left( \frac{\overline{BC}}{\overline{AB}} \cdot \frac{\sin(\angle C + 45^\circ)}{\sin(\angle A + 45^\circ)} \right) \cdot \left( \frac{\overline{AC}}{\overline{BC}} \cdot \frac{\sin(\angle A + 45^\circ)}{\sin(\angle B + 45^\circ)} \right) = 1 $$ 由西瓦定理(Ceva's Theorem)可得結論: $$ \boxed{\overline{AD}、\overline{BE}、\overline{CF} \text{ 共點}} $$ --- <span style="color:purple; font-size:150%;">以下為能競的一題多解</span> --- ## 幾何古典旋轉 ### 直角 ![圖](https://hackmd.io/_uploads/SJKLrGIbgg.png) --- **第一步:** 將 $\triangle BCE$ 繞著點 $E$ **逆時針旋轉 $90^\circ$**。 **第二步:** 以 $\triangle BB'E$ 為 **等腰直角三角形**, 證明邊長相等與兩線垂直,進而推論目標性質成立。 --- 首先將 $\triangle BCE$ 逆時針旋轉 $90^\circ$,可得: $\overline{BC} = \overline{AB'}$,$\overline{CE} = \overline{AE}$,$\overline{BE} = \overline{B'E}$, 且 $\overline{BE} \perp \overline{B'E}$(旋轉後垂直性成立)。 又有:$\angle FBA + \angle B'BE = 45^\circ + 45^\circ = 90^\circ$, 因此 $\angle B'BE$ 為直角。 接著連接 $\overline{BB'}$, 則有:$\angle AB'E + \angle ABE = \angle EBC + \angle ABE = 90^\circ$。 因此 $\triangle BB'E$ 為 **等腰直角三角形**。 --- **計算邊長:** $\overline{B'B} = \overline{BA} + \overline{AB'} = \dfrac{1}{\sqrt{2}} (\overline{BF} + \overline{BD}) = \dfrac{1}{\sqrt{2}} \overline{DF}$ 又知: $\overline{BE} = \overline{BB'} \cdot \dfrac{\sqrt{2}}{2}$ 故推出: $\overline{FD} : \overline{BB'} = \overline{BE} : \overline{BB'} = \sqrt{2} : 1$ $\Rightarrow \overline{FD} = \overline{BE}$ $\Rightarrow \boxed{\text{得證}}$ ---- ### 銳角 ![494857316_1665230654868346_1345806888793962445_n](https://hackmd.io/_uploads/B1yAhz8bel.png) ## 步驟一: 先將 △BCE 繞著 E 點**逆時針旋轉 90°** <br> ## 步驟二: 連接 $\overline{BB'}$,證明 $\triangle BDF \sim \triangle AB'B$ <br> ## 步驟三: 以 $\triangle BDF \sim \triangle AB'B$ 去證明 **等長與垂直性** <br><br> --- ## 證明細節: $\angle BAB' = 360^\circ - (45^\circ + \angle BAC + \angle EAB')$ <br> $\quad\quad\quad = 360^\circ - (45^\circ + \angle BAC + \angle BCA + 45^\circ)$ <br> $\quad\quad\quad = 360^\circ - (270^\circ - \angle ABC)$ <br> $\quad\quad\quad = 90^\circ + \angle ABC = \angle FBD$ <br> 由比例關係得: $\dfrac{\overline{AB}}{\overline{BF}} = \dfrac{\overline{BD}}{\overline{AB'}} = 1 : \sqrt{2}$ <br> $\therefore \triangle BDF \sim \triangle AB'B$(**SAS 相似**) <br><br> --- ## 角度與相似性證明: ① $\angle ABE = \angle B'BF$ <br> ② $\angle BFD = \angle B'BA$ <br> ③ $\angle B'BE = \angle B'BA + \angle ABE = \angle FBA$ <br> <br> $\angle GHE = \angle FBB' + \angle BFD + \angle B'BA + \angle ABE$ <br> 由①②可得: $\quad 2(\angle ABE + \angle B'BA)$ <br> 由③得: $\quad 2 \times 45^\circ = 90^\circ$,得證。 <br> $\therefore \triangle AB'B \sim \triangle BDF$ <br><br> --- ## 利用相似三角形求邊長比與等長: $\because \triangle AB'B \sim \triangle BDF$ <br> $\therefore \dfrac{\overline{FD}}{\overline{B'B}} = \dfrac{1}{\sqrt{2}}$ <br> 又因為 $\quad \overline{BE} = \overline{BB'} \cdot \dfrac{\sqrt{2}}{2}$ <br> 所以: $\quad \dfrac{\overline{FD}}{\overline{B'B}} = \dfrac{\overline{BE}}{\overline{BB'}} = \sqrt{2} : 1$ <br> $\Rightarrow \overline{FD} = \overline{BE}$,得證 ✅ <br><br> ---- ### 鈍角 ![494867875_1065141982138779_233954561790706103_n](https://hackmd.io/_uploads/S1hJTGL-ex.png) ### 第一步: 先將 △BCE 繞著點 E **逆時針旋轉** --- ### 第二步: 連接 $\overline{BB'}$ <br> 證明 △BDF ~ △AB'B --- ### 第三步: 延伸 $\overline{BE}$ 到 $\overline{DF}$,交於 G 點 --- ### 第四步: 以 △BDF ~ △AB'B 去證明 **等長與垂直關係** --- ## 相似三角形證明(SAS 相似) $\angle BAB' = 45^\circ + \angle BAC + \angle EAB'$ <br> &emsp;&emsp;= $45^\circ + \angle BAC + \angle BCA + 45^\circ$ <br> &emsp;&emsp;= $270^\circ - \angle ABC = \angle DBF$ <br><br> 比例關係: $\displaystyle AB : BF = BD : AB' = 1 : \sqrt{2}$ <br> $\Rightarrow$ 故 △BDF ~ △AB'B(**SAS 相似**) --- ## 等長與垂直的推導 ① $\angle BFD = \angle B'BA$ <br> ② $\angle GBF = 180^\circ - \angle FBA - \angle ABB' - \angle B'BE$ <br> &emsp;&emsp;= $90^\circ - \angle ABB'$ <br><br> 由 ①② 可得: $\angle FGE = \angle GBF + \angle GFB = 90^\circ$ <br><br> 因 △AB'B ~ △BDF <br> $\Rightarrow \displaystyle FD : B'B = 1 : \sqrt{2}$ <br> 又 $\displaystyle BE = BB' \cdot \frac{\sqrt{2}}{2}$ <br> $\Rightarrow \displaystyle FD : BB' = BE : BB' = \sqrt{2} : 1$ <br> $\Rightarrow \boxed{FD = BE}$ <br><br> **得證** --- ## 解析幾何證明 ![圖](https://hackmd.io/_uploads/BJ6VQbUZll.png) 不失一般性,假設 $A(0,0)$,$B(a,b)$,$C(1,0)$。<br> 接下來用旋轉矩陣與複數兩種方式,分別求出 $D$、$E$、$F$ 三點座標,以下僅列出 $F$ 點的推導過程: --- ## 🔁 旋轉矩陣法求 $F$ 點 以 $A$ 為中心,將 $B$ 點**逆時針旋轉 $45^\circ$**,再將向量長縮小為 $\dfrac{1}{\sqrt{2}}$ 倍,可得 $F$ 點。<br> 運用旋轉矩陣與伸縮概念: $$ \frac{\sqrt{2}}{2} \begin{bmatrix} \frac{\sqrt{2}}{2} & -\frac{\sqrt{2}}{2} \\ \frac{\sqrt{2}}{2} & \frac{\sqrt{2}}{2} \end{bmatrix} \begin{bmatrix} a \\ b \end{bmatrix} =\begin{bmatrix} \frac{1}{2}a - \frac{1}{2}b \\ \frac{1}{2}a + \frac{1}{2}b \end{bmatrix} $$ 所以 $F$ 點座標為 $\left( \frac{1}{2}a -\frac{1}{2}b,\ \frac{1}{2}a + \frac{1}{2}b \right)$。<br> 同理可得:<br> * $E = \left( \frac{1}{2},\ -\frac{1}{2} \right)$<br> * $D = \left( \frac{1}{2} + \frac{1}{2}a + \frac{1}{2}b,\ \frac{1}{2} - \frac{1}{2}a + \frac{1}{2}b \right)$ --- ## 🔢 複數法求 $F$ 點 將各點對應為複數表示:<br> * $A \to 0 + 0i$<br> * $B \to a + bi$<br> * $C \to 1 + 0i$<br> 以 $A$ 為中心,將 $B$ 點逆時針旋轉 $45^\circ$ 並縮小為 $\frac{1}{\sqrt{2}}$ 倍,<br> 即對應的複數乘以 $e^{i\frac{\pi}{4}} \cdot \frac{1}{\sqrt{2}} = \frac{\sqrt{2}}{2} \cdot ( \cos 45^\circ + i \sin 45^\circ )$: $$ F = (a + bi) \cdot \left( \cos 45^\circ + i\sin 45^\circ \right) \cdot \frac{\sqrt{2}}{2}=\left(\frac{1}{2}a - \frac{1}{2}b \right)+\left( \frac{1}{2}a + \frac{1}{2}b \right)i $$ 所以 $F = \left( \frac{1}{2}a - \frac{1}{2}b,\ \frac{1}{2}a + \frac{1}{2}b \right)$ --- ## 📐 向量垂直性證明 證明 $\vec{BE} \perp \vec{DF}$,即: $$ \vec{BE} \cdot \vec{DF} = 0 $$ 各向量為:<br> * $\vec{DF} = \left( -\frac{1}{2} - b,\ -\frac{1}{2} + a \right)$<br> * $\vec{BE} = \left( \frac{1}{2} - a,\ -\frac{1}{2} - b \right)$<br> 內積計算為:<br> $$ \vec{BE} \cdot \vec{DF} = 0 \Rightarrow \vec{BE} \perp \vec{DF} $$ 同理可得:<br> * $\vec{DE} \perp \vec{CF}$<br> * $\vec{EF} \perp \vec{AD}$<br> 且觀察可知:<br> * $\vec{DF} = \vec{BE}$<br> * $\overline{DE} = \overline{CF}$<br> * $\overline{EF} = \overline{AD}$ --- ## 📌 三線共點證明 證明 $\overline{AD}$、$\overline{BE}$、$\overline{CF}$ 三線共點。<br> 先求各直線方程式: * $\overline{AD}:\quad (1 - a + b)x - (1 + a + b)y = 0$<br> * $\overline{BE}:\quad (1 + 2b)x - (2a - 1)y = a + b$<br> * $\overline{CF}:\quad (a + b)x - (a - b - 2)y = a + b$ --- ### 利用克拉瑪法則求交點 **$\overline{AD}$ 與 $\overline{BE}$ 交點:** $$ x = \frac{ \begin{vmatrix} 0 & 1 + a + b \\ a + b & 2a - 1 \end{vmatrix} }{ \begin{vmatrix} 1 - a + b & 1 + a + b \\ 1 + 2b & 2a - 1 \end{vmatrix} } = \frac{a^2 + b^2 + a + b + 2ab}{2a^2 + 2b^2 - 2a + 4b + 2} $$ $$ y = \frac{ \begin{vmatrix} 1 - a + b & 0 \\ 1 + 2b & a + b \end{vmatrix} }{ -\begin{vmatrix} 1 - a + b & 1 + a + b \\ 1 + 2b & 2a - 1 \end{vmatrix} } = \frac{-a^2 + b^2 + a + b}{2a^2 + 2b^2 - 2a + 4b + 2} $$ --- **$\overline{AD}$ 與 $\overline{CF}$ 交點:** $$ x = \frac{ \begin{vmatrix} 0 & 1 + a + b \\ a + b & a - b - 2 \end{vmatrix} }{ \begin{vmatrix} 1 - a + b & 1 + a + b \\ a + b & a - b - 2 \end{vmatrix} } = \frac{a^2 + b^2 + a + b + 2ab}{2a^2 + 2b^2 - 2a + 4b + 2} $$ $$ y = \frac{ \begin{vmatrix} 1 - a + b & 0 \\ a + b & a + b \end{vmatrix} }{ \begin{vmatrix} 1 - a + b & 1 + a + b \\ a + b & a - b - 2 \end{vmatrix} } = \frac{-a^2 + b^2 + a + b}{2a^2 + 2b^2 - 2a + 4b + 2} $$ 可見兩組交點相同,故三線共點。 --- ### ✅ 也可利用三階行列式幾何判別: 若三個直線的係數組成的行列式為 0,則三線共點: $$ \begin{vmatrix} 1 - a + b & -(1 + a + b) & 0 \\ 1 + 2b & -(2a - 1) & a + b \\ a + b & -(a - b - 2) & a + b \end{vmatrix} = 0 $$ 故得證三線共點。 --- ## 向量 ![](https://hackmd.io/_uploads/H1lB1wDZeg.png) --- ## 🧮 向量垂直證明:$\vec{BE} \perp \vec{FD}$ 計算 $\vec{BE} \cdot \vec{FD}$: $$ \vec{BE} \cdot \vec{FD} = \vec{BE} \cdot (\vec{BD} - \vec{BF}) = \vec{BE} \cdot \vec{BD} - \vec{BE} \cdot \vec{BF} $$ 將 $\vec{BD} = \vec{CE} - \vec{CB}$, $\vec{BF} = \vec{AE} - \vec{AB}$ 代入: $$ = \vec{BE} \cdot \vec{CE} - \vec{BE} \cdot \vec{CB}- \vec{BE} \cdot \vec{AE} + \vec{BE} \cdot \vec{AB} $$ 接下來帶入具體長度與角度關係: \begin{aligned} & \frac{ab}{2} \cos(90^\circ +C)-\frac{a}{\sqrt{2}} \cos(A + 45^\circ)+\frac{a^2}{2\sqrt{2}}\\&+\frac{bc}{2}\cos(90^\circ + A)+\frac{b}{\sqrt{2}}\cos(A + 45^\circ)-\frac{c}{2}\end{aligned} 整理與化簡: $$ =-\frac{ab}{2}\cos C +\frac{a^2}{2}+\frac{bc}{2}\cos A-\frac{c^2}{2} $$ 再套用餘弦定理: $$ \cos C = \frac{a^2 + b^2 - c^2}{2ab}, \quad \cos A = \frac{b^2 + c^2 - a^2}{2bc} $$ 代入: $$ =\frac{ab}{2}\cdot\frac{a^2 + b^2 - c^2}{2ab}+ \frac{a^2}{2}+ \frac{bc}{2}\cdot\frac{b^2 + c^2 - a^2}{2bc}-\frac{c^2}{2}=0 $$ **✅ 得證:$\vec{BE} \perp \vec{FD}$** --- ## 🧮 向量長度相等證明:$|\vec{BE}| = |\vec{FD}|$ ### 計算 $|\vec{BE}|^2$ $$ |\vec{BE}|^2 = |\vec{AE} - \vec{AB}|^2= |\vec{AE}|^2 - 2 \vec{AE} \cdot \vec{AB} +|\vec{AB}|^2 $$ $$ = \left( \frac{b}{\sqrt{2}} \right)^2- 2 \cdot \frac{b}{\sqrt{2}} \cdot c \cos(A +45^\circ)+ c^2 $$ 利用和角公式: $$ \cos(A + 45^\circ) = \cos A \cos 45^\circ - \sin A \sin 45^\circ = \frac{1}{\sqrt{2}} (\cos A - \sin A) $$ 代入後得: $$ |\vec{BE}|^2= \frac{b^2}{2}- bc (\cos A - \sin A)+ c^2= \frac{b^2}{2} - bc \cos A + bc \sin A + c^2 $$ 由餘弦定理表示 $\cos A$,又由正弦定理得: $$ \cos A = \frac{b^2 + c^2 - a^2}{2bc}, \quad \sin A = \frac{a}{2R} $$ 整理後: $$ |\vec{BE}|^2 = \frac{c^2 + a^2}{2} + bc \sin A $$ --- ### 計算 $|\vec{FD}|^2$ $$ |\vec{FD}|^2 = |\vec{BD} - \vec{BF}|^2 = |\vec{BD}|^2 - 2 \vec{BD} \cdot \vec{BF} + |\vec{BF}|^2 $$ $$ = \left( \frac{a}{\sqrt{2}} \right)^2- 2 \cdot \frac{a}{\sqrt{2}} \cdot \frac{c}{\sqrt{2}} \cos(B + 90^\circ)+ \left( \frac{c}{\sqrt{2}} \right)^2 $$ 注意 $\cos(B + 90^\circ) = -\sin B$,得: $$ |\vec{FD}|^2 = \frac{a^2 + c^2}{2} + ac \sin B $$ 再由正弦定理: $$ \sin B = \frac{b}{2R} $$ 整理得: $$ |\vec{FD}|^2 = \frac{a^2 + c^2}{2} + ac \cdot \frac{b}{2R} $$ --- ### 比較兩式: $$ |\vec{BE}|^2 = \frac{a^2 + c^2}{2} + bc \cdot \frac{a}{2R} \\ |\vec{FD}|^2 = \frac{a^2 + c^2}{2} + ac \cdot \frac{b}{2R} $$ 兩式相等,因此: $$ \boxed{|\vec{BE}| = |\vec{FD}|} $$ **✅ 得證** ---- ## 向量分析 ![image](https://hackmd.io/_uploads/rJ0iv1DWll.png) --- ## Step 1. 展開向量運算 \begin{aligned} \vec{DA} \cdot \vec{EF} &= (\vec{DB} + \vec{BA}) \cdot (\vec{EA} + \vec{AF}) \\ &= \left( \tfrac{1}{2} \vec{CB} + \tfrac{1}{2} \vec{KB} + \vec{BA} \right) \cdot \left( \tfrac{1}{2} \vec{CA} + \tfrac{1}{2} \vec{JA} + \tfrac{1}{2} \vec{AG} + \tfrac{1}{2} \vec{AB} \right) \\ &= \left( \tfrac{1}{2} \vec{CA} + \tfrac{1}{2} \vec{KB} + \tfrac{1}{2} \vec{BA} \right) \cdot \left( \tfrac{1}{2} \vec{CB} + \tfrac{1}{2} \vec{JA} + \tfrac{1}{2} \vec{AG} \right) \\ &= \tfrac{1}{4} \left( \vec{CA} \cdot \vec{CB} + \vec{CA} \cdot \vec{JA} + \vec{CA} \cdot \vec{AG} \right. \\ &\quad\quad + \vec{KB} \cdot \vec{CB} + \vec{KB} \cdot \vec{JA} + \vec{KB} \cdot \vec{AG} \\ &\quad\quad \left. + \vec{BA} \cdot \vec{CB} + \vec{BA} \cdot \vec{JA} + \vec{BA} \cdot \vec{AG} \right) \end{aligned} --- ## Step 2. 群組並簡化內積項 $$ = \frac{1}{4} \left[ \vec{CB} \cdot (\vec{CA} + \vec{BA}) + \vec{KB} \cdot (\vec{JA} + \vec{AG}) + \vec{GA} \cdot \vec{AC} - \vec{AJ} \cdot \vec{BA} \right] $$ --- ## Step 3. 幾何輔助構造與結論推導 以 $\vec{CA}$ 方向延伸兩倍,得 $\vec{CN} = 2\vec{CA}$:<br> $$ = \frac{1}{4} \left( \vec{CB} \cdot (\vec{BC} + \vec{CN}) - \vec{BK} \cdot \vec{JG} \right) \\ = \frac{1}{4} \left( \vec{CB} \cdot \vec{BN} - \vec{BK} \cdot \vec{JG} \right) $$ 又 $\angle NAB = 180^\circ - \angle CAB = \angle JAG$,<br> $\triangle NAB \cong \triangle JAG$(**SAS**),且 $NA = CA = JA$,$BA = GA$<br> $\Rightarrow \vec{NA} \perp \vec{JA}$,<br> 故可將 $\triangle NAB$ 視為 $\triangle JAG$ 以 $A$ 為頂點,<br> **逆時針旋轉 $90^\circ$:** $$ \vec{JG} \perp \vec{NB} $$ 將 $\vec{JG}$ 平移使其與 $\vec{CB}$ 相交於 $A$ 點(設為 $N'$,即 $\vec{N'B}$)<br> 又 $\vec{BN'} \perp \vec{CB}$,且 $\vec{KB} = \vec{CB}$,<br> 故得: 1. $\vec{KB} = \vec{CB}$,$\vec{BN'} = \vec{JG} = \vec{NB}$ <br> 2. $\Rightarrow \vec{CB} \cdot \vec{BN} = \vec{BK} \cdot \vec{JG}$ 因此: $$ \vec{DA} \cdot \vec{EF} = 0 \quad \textbf{得證} $$ --- ## 🔭 未來展望 在我們鑽研的過程中,我們有找到這兩題題目可能發想自兩大經典外建三角形成果:<br><br> 1. **拿破崙定理** —— 一邊外建正三角形可導出新的正三角形<br> 2. **Kiepert 系列** —— 一邊外建底角為 $\theta$ 的等腰三角形,<br>   外建三角形與原三角形相似,且三連線透視共點<br><br> 之後我們想要繼續深入探究,並應用高中所學證明這些成果和延伸。 --- ## 📚 參考資料 一:針崴崴、黃賽軒:三角形包雙點的外圍區域之共點問題<br> 第60屆中小學科學展覽 數學科 國中組<br><br> 二:陳昀諺、蕭兆原、李幸宏、庄嘉吉:三角形拓展型的幾何性質研究<br> 第52屆中小學科學展覽 數學科 高中組<br><br> 三:Yadis 團隊專欄:104學科學探究能力競賽函數試驗詳解<br> 🔗 [https://yadismath.blogspot.com/2020/08/blog-post.html](https://yadismath.blogspot.com/2020/08/blog-post.html) --- ## 研究團隊l - 班級:221 - 成員:李龍穎、廖烱量、胡家睿 **指導老師:** 吳惠美
{"description":"<span style=\"color:red; font-size:150%;\">研究三角形衍生形的奧秘</span>","title":"三角龍復活計畫","lang":"zh-TW","contributors":"[{\"id\":\"40259ea2-9cdd-4a13-bd6f-c97412def331\",\"add\":26199,\"del\":15505},{\"id\":\"4c70733c-9a23-4fcf-87ce-4c19562cba4a\",\"add\":2581,\"del\":51},{\"id\":\"825d2a20-fb1f-4d73-8718-ff77a9e37178\",\"add\":3756,\"del\":1127}]"}
Expand menu