如图,设锐角 $\triangle{ABC}$ 的外接圆为圆 $O$,过点 $B,C$ 作圆 $O$ 的两条切线,相交于点 $P$.连结 $AP$ 交 $BC$ 于点 $D$,点 $E,F$ 分别在边 $AC,AB$ 上,使得 $DE\parallel BA$,$DF\parallel CA$.
求证:

【难度】
【出处】
2011年全国高中数学联赛福建省预赛
【标注】
-
$\dfrac{BD}{CD}=\dfrac{AB^2}{AC^2}$;标注答案略解析因为 $PB$,$PC$ 为圆 $O$ 的两条切线,且 $B,C$ 为切点,所以$$PB=PC,$$且\[\begin{split}&\angle{ABP}=180^{\circ}-\angle{ACB},\\& \angle{ACP}=180^{\circ}-\angle{ABC}.\end{split}\]所以\[\begin{split}\dfrac{BD}{CD}&=\dfrac{S_{\triangle{ABP}}}{S_{\triangle{ACP}}}\\&=\dfrac{AB\times BP\times \sin{\angle{ABP}}}{AC\times CP\times \sin{\angle{ACP}}}\\&=\dfrac{AB\times \sin{\angle{ACB}}}{AC\times \sin{\angle{ABC}}}=\dfrac{AB^2}{AC^2}.\end{split}\]
-
$\angle{BCF}=\angle{BEF}$.标注答案略解析因为$$DE\parallel BA,DF\parallel CA,$$所以四边形 $AEDF$ 为平行四边形,从而$$AF=DE,AE=FD,\dfrac{ED}{AB}=\dfrac{CD}{CB},\dfrac{FD}{AC}=\dfrac{BD}{BC}.$$所以\[\begin{split}&AF=DE=\dfrac{AB\times CD}{BC},\\&AE=FD=\dfrac{AC\times BD}{BC},\end{split}\]因此\[\begin{split}&AE\times AB=\dfrac{AB^2\times CD}{BC},\\&AE\times AC=\dfrac{AC^2\times BD}{BC}.\end{split}\]又由 $\dfrac{BD}{CD}=\dfrac{AB^2}{AC^2}$ 知,$$BD=\dfrac{AB^2}{AC^2}\times CD,$$所以\[\begin{split}AE\times AC&=\dfrac{AC^2\times BD}{BC}\\&=\dfrac{AC^2}{BC}\times \dfrac{AB^2}{AC^2}\times CD\\&=\dfrac{AB^2\times CD}{BC}\\&=AF\times AB.\end{split}\]因此 $F,B,C,E$ 四点共圆,故 $\angle{BCF}=\angle{BEF}$.
题目
问题1
答案1
解析1
备注1
问题2
答案2
解析2
备注2