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1、证法一: 在△ABR中,由正弦定理,得AR=csinβ/sin(α+β)。
2、 不失一般性,△ABC外接圆直径为1,则由正弦定理,知c=sin3γ,所以AR= (sin3γ*sinβ)/sin(60°-γ)=[sinβ*sinγ(3-4sin^2 γ)]/[1/2(√3cosγ-sinγ)]= 2sinβsinγ(√3cosγ+sinγ)=4sinβsinγsin(60°+γ). 同理,AQ=4sinβsinγsin(60°+β) 在△ARQ中,由余弦定理,得RQ^2 =16sin^2 βsin^2 γ[sin^2 (60+γ)+sin^2 (60°+β)-2sin(60°+γ)*sin(60°+β)cosα]=16sin^2 αsin^2 βsin^2 γ. 这是一个关于α,β,γ的对称式,同理可得PQ^2 ,PR^2 有相同的对称性,故PQ=RQ=PR,所以△PQR是正三角形。
3、 证法二: ∵AE:AC=sinγ:sin(a+γ), AF:AB=sinβ:sin(a+β) , AB:AC=sin3γ:sin3β, ∴AE:AF=(ACsin(a+γ)/sinγ):(ABsin(a+β)/sinβ), 而sin3γ:sin3β=(sinγsin(60°+γ)sin(60°-γ) ):(sinβ sin(60°+β) sin(60°-β) ), ∴AE:AF=sin(60°+γ):sin(60°+β), ∴在△AEF中,∠AEF=60°+γ, 同理∠CED=60°+a, ∴∠DEF=60°, ∴△DEF为正三角形。
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