给我一个垂心还你多线垂直

如图,\(\triangle ABC\)的外心为\(O\),\(AB=AC\),\(D\)是\(AB\)的中点,\(E\)是\(\triangle ACD\)的重心.证明:\(OE\perp CD\).
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我们先来看一题:

如图,已知矩形\(ABCD\),\(N\)为平面上一点,连接\(AN,DN\)均与\(BC\)相交,作\(BP\perp DN\),\(CQ\perp AN\),两条垂线交点为\(M\).求证:\(MN\perp BC\).
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题干中两条垂线段交于点\(M\),求证经过点\(M\)的线段与另一条线段垂直,由此想到三角形垂心的唯一性.
过点\(N\)作\(NE\parallel AB\),使得\(NE=AB\),则\(NE\parallel DC\),\(NE=DC\).
连接\(BE,CE\),则四边形\(ABEN\)和四边形\(CDNE\)均为平行四边形.
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所以\(BP\perp CE\),\(CQ\perp BE\),
则\(\triangle EBC\)中,\(M\)为其垂心,所以\(EM\perp BC\).
由\(EN\parallel AB\),可得\(EN\perp BC\),
所以点\(E,N ,M\)三点共线,
所以\(NM\perp BC\).

再来看本题,连接\(AO\)并延长,交\(CD\)于点\(H\),连接\(OD\).
1易得\(AH\perp BC\),\(OD\perp AB\),所以能否构造三角形使得点\(O\)为其垂心很关键.
显然点\(H\)为\(\triangle ABC\)的重心,则\(\dfrac {DH}{HC}=\dfrac 12\);取\(CD\)中点\(G\),则\(\dfrac {DH}{HG}=2\).
1连接\(DE\)并延长,交\(AC\)于点\(F\),则\(DE\parallel BC\);
连接\(EH,FG\),则\(\dfrac {DH}{HG}=\dfrac {DE}{EF}=2\),
\(\therefore EH\parallel FG \parallel AB\).
\(\therefore O\)为\(\triangle DEH\)的垂心,
\(\therefore OE \perp CD\).


   三角形三条高所在的直线交于一点,此点称为三角形的垂心,所以可根据“垂心的唯一性”来证明线段互相垂直.

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