삼각형의 내각의 이등분선 정리

△ABC에서 ∠A의 이등분선과 변 BC 와의 교점을 D이라 할 때
¯AB:¯AC=¯BD:¯CD
를 만족한다.
또한 위 정리의 역도 성립한다.
즉, △ABC에서 변 BC위의 한 점 D에 대하여
¯AB:¯AC=¯BC:¯CD가 성립하면, 선분 AD는 ∠BAC의 이등분선이다.
증명하기

(⇒) 선분 AB의 연장선과, 점 C 를 지나고 선분 AD와 평행한 직선의 교점을 E라 하자.
선분 AD와 선분 CE가 평행하므로 ∠BAD=∠AEC이다. (∵ 동위각)
따라서 \bigtriangleup \rm BAD \sim \bigtriangleup \rm BEC 이다.
삼각형의 닮음비가 같으므로 \overline{\rm AB}: \overline{\rm AE} = \overline{\rm BD}:\overline{\rm CD} 이다.
또한 엇각에 의해 \angle \rm BAC = \angle \rm ACE 가 성립하므로 \overline{\rm AC} = \overline{\rm AE} 이다.
따라서 \overline{\rm AB}: \overline{\rm AC} = \overline{\rm BD}:\overline{\rm CD} 이다.

(\Leftarrow) 선분 \rm AB의 연장선과, 점 \rm C 를 지나고 선분 \rm AD와 평행한 직선의 교점을 \rm E라 하자.
\overline{\rm AB}: \overline{\rm AC} = \overline{\rm BD}:\overline{\rm CD} 이고,
삼각형의 닮음비가 같으므로 \overline{\rm AB}: \overline{\rm AE} = \overline{\rm BD}:\overline{\rm CD}이다.
따라서 \bigtriangleup \rm ACE는 이등변삼각형이므로 \angle \rm ACE = \angle \rm AEC 이다.
또한 \overline{\rm AD} // \overline{\rm CE}이므로 엇각에 의해 \angle \rm ACE = \angle \rm CAD 이다.
따라서 \overline{\rm AD}는 \angle \rm BAC의 이등분선이다.
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