在给定图形中,OQ 是 RS 的垂直平分线,UP 垂直于 OQ。证明 $\frac{1}{OP} \ +\ \frac{1}{OQ} \ =\ \frac{2}{OT}$。
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已知:OQ 是 RS 的垂直平分线,UP 垂直于 OQ。
证明:我们需要证明 $\frac{1}{OP} \ +\ \frac{1}{OQ} \ =\ \frac{2}{OT}$。
解答
在 ∆POU 和 ∆QOR 中
- ∠O = ∠O (公共角)
- ∠P = ∠Q (均为 90o)
因此,∆POU ~ ∆QOR(根据角角相似准则)。
在两个相似三角形中,对应边成比例。因此,
$\frac{OP}{OQ} \ =\ \frac{PU}{QR}$ ....(i)
此外,
在 ∆UPT 和 ∆SQT 中
- ∠UTP = ∠STQ (对顶角)
- ∠P = ∠Q (均为 90o)
因此,∆UPT ~ ∆SQT(根据角角相似准则)。
在两个相似三角形中,对应边成比例。因此,
$\frac{PU}{QS} \ =\ \frac{PT}{QT}$
但 QS = QR,因为 Q 是 RS 的中点。所以,
$\frac{PU}{QR} \ =\ \frac{PT}{QT}$ ....(ii)
现在,由 (i) 和 (ii)
$\frac{PT}{QT}\ =\ \frac{OP}{OQ}$
$\frac{OT\ -\ OP}{OQ\ -\ OT}\ =\ \frac{OP}{OQ}$
$( OT\ -\ OP) OQ\ =\ ( OQ\ -\ OT) OP$
$OT\times OQ\ -\ OP\times OQ\ =\ OQ\times OP\ -\ OT\times OP$
$OT\times OQ\ +\ OT\times OP\ =\ OP\times OQ\ +\ OQ\times OP$
$OT( OQ\ +\ OP) \ =\ 2( OQ\ \times \ OP)$
$\frac{OQ\ +\ OP}{OQ\ \times \ OP} \ =\ \frac{2}{OT}$
$\frac{OQ}{OQ\ \times \ OP} \ +\ \frac{OP}{OQ\ \times \ OP} \ =\ \frac{2}{OT}$
$\mathbf{\frac{1}{OP} \ +\ \frac{1}{OQ} \ =\ \frac{2}{OT}}$
所以,证明了 $\frac{1}{OP} \ +\ \frac{1}{OQ} \ =\ \frac{2}{OT}$。