P是△ABC所在平面上一点,如何证明下列关系P代表三角形垂心?

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  • PA^2+BC^2=PB^2+CA^2

    即:PA^2-PB^2=CA^2-BC^2

    由这个式子即可以推出PC⊥AB

    初级的做法是:

    分别过P和C作AB的垂线,

    结合勾股定理,可以证明这两垂线段的垂足重合,

    也就是P点在AB边的高上.

    同理,其它两边也可以得到类似结论,

    ∴P点就是垂心

    高级的做法是:

    分别以A、B为圆心作两个圆,半径分别为R、r

    使得R、r满足:PA^2-PB^2=CA^2-BC^2=R^2-r^2

    式子变形就得到:

    PA^-R^2=PB^-r^2,CA^2-R^2=BC^2-r^2

    ∴P、C两点对于两圆的幂相等

    ∴线段PC在两圆的根轴上

    ∴PC⊥连心线AB

    同理,PB⊥AC、PA⊥BC

    ∴P是△ABC的垂心