求证几何题

如图,三角形EFD为正三角形,E,F,D在另一三角形ABC边AB,BC,CA上,且AE=BF=CD,作三角形EFD的外接圆交AB,BC,CA于I,G,H点,连接IG,GH,HI
求证:IHG也为正三角形并全等于三角形EFD
其中AE<BE

(1)证明三角形ABC是等边三角形。这个问题其实IBM在 1998年出的一道智力题。原题链接请看http://domino.research.ibm.com/Comm/wwwr_ponder.nsf/challenges/August1998.html
IBM给出了几种不同的解法,请参见
http://domino.research.ibm.com/Comm/wwwr_ponder.nsf/Solutions/August1998.html
http://www.research.ibm.com/ponderthis/pdf/IBMPuzzle_Aug1998_Zhong_Nan.pdf
http://www.research.ibm.com/ponderthis/pdf/IBMPuzzle_Aug1998_Sandy_Jelly.pdf

(2)证明三角形AEH、BFI、CGD均为等边三角形并且他们三个彼此之间互相全等

以三角形AEH为例,∠A已知是60度,下面证明∠AHE=60度

四边形EFDH为圆的内接四边形,所以有∠EHD与∠EFD互补,
而∠EHD与∠AHE互补,所以得出∠AHE=∠EFD=60度

所以三角形AEH为等边三角形。同理,三角形BFI、CGD均为等边三角形
又因为AE=BF=CD,所以三个等边三角形的边长相等。

所以,三角形AEH、BFI、CGD均为等边三角形并且他们三个彼此之间互相全等

(3)证明三角形AHI全等于BFE,三角形CDF全等于BIG,以及三角形AED全等于CGH

以“三角形AHI全等于BFE”为例

AH=BF(由(1)中可知)
∠A=∠B=60°
AI=BE (因为AI=AE+EI,BE=BI+EI,并且AE=BI)

所以三角形AHI全等于BFE,所以HI=EF。
同理,三角形CDF全等于BIG,以及三角形AED全等于CGH。从而得出IG=DF,HG=ED

所以IHG也为正三角形并全等于三角形EFD追问

此题能不能绕开三角形ABC是正三角形这个结论?

追答

目前还真没想出来。

如果真能绕过三角形ABC,证明出IHG也为正三角形。这就会进一步证明三角形ABC是正三角形。这样的话,就找到了一条非常好的方法来证明三角形ABC是正三角形了。解决了IBM难题了!

我是无能为力了。祝你好运哈!

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