一道几何难题(求其简洁证明)如图,在△ABC中,令∠A=α,∠B=β,∠C=γ且α>β,AD,BE,CF是它的三条垂线,
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(角A大于角B的假设不知道是怎么回事,我姑且假设ABC是锐角三角形.当A、B中有一个是钝角或直角的时候下面的证明可能也成立)

设ABC的三边为a、b、c,内径为r.从O向BC、CA、AB作垂线,垂足依次记作X、Y、Z.

我们将证明,这三个共线的条件都等同于

OX+OY=OZ

或者等价地,

cosA + cosB = cosC

(一)设OZ与PQ交于O'.则P、O、Q共线,等价于O'=O.

作O'X'垂直BC于X',O'Y'垂直CA于Y'.过P作CA的垂线,垂足为P',过Q作BC的垂线,垂足为Q'.

不难验证,

O'X'/Q'Q + O'Y'/P'P = 1

P'P = (a+b+c)r/(b+c)

Q'Q = (a+b+c)r/(a+c)

aO'X'+bO'Y'+cO'Z = r(a+b+c) = 2S(ABC)

由此可以解得

O'X'+O'Y' = O'Z

而当O'Z>OZ,则O'X'OZ,OX+OY>OZ;当O'Z