方法还是捣鼓费尔巴哈双曲线。
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作外心O,垂心H,奈格尔点Na,费尔巴哈双曲线与外接圆的第四交点X104
先用8648:
https://tieba.baidu.com/p/8927885750 熟知该特殊图里:
(1) O在I的赛瓦三角形的一条边上。因此推出O关于费尔巴哈双曲线极线是AI,故AO是费尔巴哈双曲线切线。所以,AINaX104是费尔巴哈双曲线上的调和四边形。
(2) OI 经过 A在BC上的射影,设为F。∠AFI
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回到原题,设X为IFe关于圆(IFeR)的极点,只需证AXNa共线。
如果作BC关于费尔巴哈双曲线的极点Z,则MZFe共线且 MZ·MFe=MB²,即 IFeRZ共圆。
所以,∠XIFe = ∠IZFe。
注意IZ, ZFe的极点为F,∞_{BC},所以∠IZFe = ∠MFFe
再用5000,△AOF∽△FeMF,所以∠MFFe=∠AFI
因此∠XIFe=∠AFI
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接下来证 AX104 // IX
由于X104斯坦纳线垂直OI,故∠X104AO = ∠(BC, ⊥OI) = ∠AFI
因此只需证 ∠(IX,AO) = ∠FeIX
即证 ∠(IFe,AO) = 2∠FeIX = 2∠AFI=90°-∠OFFe
其中左侧有向角 ∠(IFe,AO) = ∠(IFe,IO)+∠(IO,AO) = ∠(IFe,IO) + ∠AFeI
= ∠(AFe,IO) = ∠(AFe,OF)
因此只需证 FeA⊥FeF 就能推出 AX104//IX
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怎么证明 FeA⊥FeF呢……?这么美丽怎么不单独拿出来。
先跳过这个,怎么证明且听下回分解。
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假设证完了FeA⊥FeF和AX104//IX。我们再做I关于X对称点I',则∠IFeI' = 90°。
所以I,I'关于费尔巴哈双曲线极线垂直,因此I'极线垂直OI。
取A在OI上射影U,则U在I'关于费尔巴哈双曲线极线上,且AUFeF四点共圆,且BC是切线。
由前文, ∠AFU = ∠FeUM = ∠FeUF,所以 FeU⊥BC
而∠FeII' = ∠AFU = ∠FeUF = ∠UFe∞_{OI} = ∠(IFe, U的极线)
因此 U就是II'的极点。所以I'的极线就是AU,因此AOI'共线。
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最后,根据调和四边形:AX104, ANa; AO, AI调和线束;
另一方面,根据中点+平行,AX104, AX; AI', AI也是调和线束,故ANaX共线。