利用三角形中一個(gè)平面向量定理解題

●高 召

(三門峽市第一高級(jí)中學(xué) 河南三門峽 472000)

利用三角形中一個(gè)平面向量定理解題

●高 召

(三門峽市第一高級(jí)中學(xué) 河南三門峽 472000)

定理若P是△ABC內(nèi)一點(diǎn)，SB,SC,S分別表示△APC,△APB,△ABC的面積，則

1 定理的證明

證明如圖1，當(dāng)點(diǎn)P不在直線AB,AC上時(shí)，過點(diǎn)P分別作AC和AB的平行線，交AB和AC于點(diǎn)D,E,則

當(dāng)點(diǎn)P在直線AB或AC上時(shí)，容易驗(yàn)證結(jié)論也成立．

圖1 圖2

2 定理的應(yīng)用

例1

( )

(2006年陜西省高中數(shù)學(xué)聯(lián)賽預(yù)賽試題)

( )

(2004年全國高中數(shù)學(xué)聯(lián)賽試題)

分析記△ABC,△BOC,△COA,△AOB的面積分別為S，SA，SB，SC，由定理得

(2005年中國奧林匹克選拔賽試題)

證明記△ABC的面積為S,由定理得

于是

圖3 圖4

(2006年吉林省高中數(shù)學(xué)聯(lián)賽預(yù)賽試題)

分析借助例3的結(jié)論可得

SA∶SB∶SC=3∶4∶5，

于是

S△PAB∶S△PBC∶S△PCA=5∶3∶4．

3 定理的推論

當(dāng)點(diǎn)P分別為△ABC的重心、內(nèi)心、外心、垂心、旁心時(shí)，能導(dǎo)出一組結(jié)構(gòu)優(yōu)美的結(jié)論．

推論在△ABC中，設(shè)∠A,∠B,∠C的對(duì)邊分別為a,b,c，則

(1)當(dāng)點(diǎn)P為△ABC的重心G時(shí)，

(2)當(dāng)點(diǎn)P為△ABC的內(nèi)心I時(shí)，

(3)當(dāng)點(diǎn)P為△ABC的外心O時(shí)，

(4)當(dāng)點(diǎn)P為△ABC的垂心H時(shí)，

(5)當(dāng)點(diǎn)P分別為∠A,∠B,∠C內(nèi)的旁心Ia,Ib,Ic時(shí)，

證明(1)當(dāng)點(diǎn)P為△ABC的重心G時(shí)，

代入定理可知推論(1)成立．

(2)當(dāng)點(diǎn)P為△ABC的內(nèi)心I時(shí)，

代入定理可知推論(2)成立．

(3)當(dāng)點(diǎn)P為△ABC的外心O時(shí)，

代入定理可知推論(3)成立．

(4)當(dāng)點(diǎn)P為△ABC的垂心H時(shí)，

同理可得

代入定理可知推論(4)成立．

(5)當(dāng)點(diǎn)P為△ABC的∠A內(nèi)的旁心Ia時(shí)，設(shè)其旁切圓半徑為ra，因?yàn)?/p>

所以

代入定理可得

當(dāng)點(diǎn)P分別為△ABC的內(nèi)的∠B,∠C旁心Ib,Ic時(shí)，同理可證其他兩式成立．

從而

從而

因此

由推論(3)得

分析在等腰△ABC中，由AB=AC=5,BC=8，得

從而

由推論(4)得

綜上可知，對(duì)于涉及到三角形面積的向量問題，靈活合理地使用上述定理或推論，可以使問題的解決更簡(jiǎn)單流暢．