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三角形四心的向量表示(课堂PPT).ppt

1、单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,三角形“四心”的向量表示,1,一、外心,A,B,C,A,B,C,A,B,C,A,B,C,A,B,C,A,B,C,A,B,C,三角形三边的中垂线交于一点,这一点为三角形外接圆的圆心,称,外心,。,证明外心定理,证明,:,设,AB,、,BC,的中垂线交于点,O,,,则有,OA=OB=OC,,,故,O,也在,AC,的中垂线上,,因为,O,到三顶点的距离相等,,故点,O,是,ABC,外接圆的圆心,因而称为外心,O,O,2,点评:,本题将,平面向量,模的定义与,三角形,外心,的定义及性质等相关知识巧妙结合。,到,的三

2、顶点距离相等。,故,是,解析:,由向量模的定义知,的外心,选,B,。,O,是,的外心,若,为,内一点,,则,是,的(),A,内心,B,外心,C,垂心,D,重心,B,3,二、垂心,A,B,C,A,B,C,A,B,C,三角形三边上的高交于一点,这一点叫三角形的,垂心,。,D,E,F,证明,:AD,、,BE,、,CF,为,ABC,三条高,,过点,A,、,B,、,C,分别作对边的平行线,相交成,ABC,,,AD,为,BC,的中垂线;同理,BE,、,CF,也分别为,AC,、,AB,的中垂线,,由外心定理,它们交于一点,,命题得证,证明垂心定理,A,B,C,4,例,1,如图,,AD,、,BE,、,CF,是

3、ABC,的三条高,,求证:,AD,、,BE,、,CF,相交于一点。,A,B,C,D,E,F,H,又点,D,在,AH,的延长线上,,AD,、,BE,、,CF,相交于一点,证:,设,BE,、,CF,交于一点,H,,,垂心,5,A,B,C,O,证:设,例,2,已知,O,为,ABC,所在平面内一点,且满足,:,求证:,化简:,同理:,从而,垂心,6,1.O,是,的垂心,是,ABC,的边,BC,的高,AD,上的任意向量,过垂心,.,7,例,3,O,是平面上一定点,,A,、,B,、,C,是平面上不共线的三个点,,动点,P,满足,则,P,的轨迹一定通过,ABC,的,_,在,ABC,的边,BC,的高,AD,

4、上,.,P,的轨迹一定通过,ABC,的,垂心,.,所以,,时,,解,:,8,解,:,例,4.,(,2005,全国,),点,O,是,ABC,所在平面上一点,,若 ,,则点,O,是,ABC,的(),(,A,)三个内角的角平分线的交点,(,B,)三条边的垂直平分线的交点,(,C,)三条中线的交点,(,D,)三条高线的交点,则,O,在,CA,边的高线上,同理可得,O,在,CB,边的高线上,.,D,垂心,5.,(2005,湖南,),P,是,ABC,所在平面上一点,若 则,P,是,ABC,的(),A,外心,B,内心,C,重心,D,垂心,D,9,三、重心,A,B,C,A,B,C,A,B,C,三角形三边中线交

5、于一点,这一点叫三角形的,重心,。,证明重心定理,E,F,D,G,10,3.O,是,的重心,为,的重心,.,是,BC,边上的中线,AD,上的任意向量,过重心,.,2.,在,中,给出,等于已知,AD,是,中,BC,边的中线,;,11,例,1,P,是,ABC,所在平面内任一点,.,G,是,ABC,的重心,证明,:,G,是,ABC,的重心,即,由此可得,(反之亦然(证略),思考:,若,O,为,ABC,外心,,G,是,ABC,的重心,则,O,为,ABC,的内心、垂心呢?,12,例,2,证明:三角形,重心,与顶点的距离等于它到对边中点距离的两倍,A,B,C,E,F,D,G,证:设,A,G,D,共线,,B

6、G,E,共线,可设,即:,AG,=2,GD,同理可得:,AG,=2,GD,CG,=2,GF,重心,13,例,2,证明:三角形,重心,与顶点的距离等于它到对边中点距离的两倍,另证,:,A,B,C,E,F,D,G,重心,想想看?,14,四、内心,A,B,C,A,B,C,A,B,C,A,B,C,A,B,C,三角形三内角平分线交于一点,这一点为三角形内切圆的圆心,称,内心,。,证明内心定理,证明,:,设,A,、,C,的平分线相交于,I,过,I,作,IDBC,,,IEAC,,,IFAB,,则有,IE=IF=ID,因此,I,也在,C,的平分线上,,即三角形三内角平分线,交于一点,I,I,E,F,D,15

7、1.,设,a,b,c,是三角形的三条边长,,O,是三角形,ABC,内心,的,充要条件是,A,C,B,O,a,b,c,16,2003,天津理科高考题,2.O,是平面上一定点,,A,、,B,、,C,是平面上不共线的三个点,,动点,P,满足,则,P,的轨迹一定通过,ABC,的(,),A,外心,B,内心,C,重心,D,垂心,B,内心,是,BAC,的角平分线上的任意向量,过内心;,17,3.,(,2006,陕西),已知非零向量 与 满足,则,ABC,为(),A,三边均不相等的三角形,B,直角三角形,C,等腰非等边三角形,D,等边三角形,解法一:,根据四个选择项的特点,本题可采用验证法来处理,.,不妨先

8、验证等边三角形,刚好适合题意,则可同时,排除其他三个选择项,故答案必选,D.,D,18,解法二:,由于 所在直线穿过,ABC,的内心,则由,(,等腰三角形的三线合一定理,),;又 ,,所以,即,ABC,为等边三角形,故答案选,D.,注,:,等边三角形,(,即,正三角形,),的“外心、垂心、,重心、内心、中心”五心合一!,19,法一抓住了该题选择项的特点而采用了,验证法,是处理本题的巧妙方法;法二要求学生能领会一些,向量表达式与三角形某个“心”的关系,,如,所在直线一定通过ABC的内心,;,所在,直线过BC边的中点,从而一定通过ABC的重心;,所在直线一定通过ABC的垂心等.,20,【,总结,】

9、1).,是用数量积给出的三角形面积公式,;,(2).,则是用向量坐标给出的三角形面积公式,.,4.,在,ABC,中,:,(1),若,CA,a,,,CB,b,,求证,ABC,的面积,(2),若,CA,(a,1,,,a,2,),,,CB,(b,1,,,b,2,),,,求证:,ABC,的面积,解,:,21,A,B,C,P,22,思考,:,如图,设点,O,在,内部,且有,则,的面积与,的面积的比为,_,(2004,年全国奥赛题,),3,作,AC,、,BC,边上的中点,E,、,D,,,解,1,:,D,E,A,B,C,O,23,作,AC,边上的中点,E,,,解,2:,思考,:,如图,设点,O,在,内部,且有,则,的面积与,的面积的比为,_,(2004,年全国奥赛题,),3,E,24,如图,延长,OB,至,D,,使,OB=BD,;,解,3:,思考,:,如图,设点,O,在,内部,且有,则,的面积与,的面积的比为,_,(2004,年全国奥赛题,),3,E,D,延长,OC,至,E,,使,CE=2OC.,则,:,2OB=OD,3OC=OE.,25,同学们,再见!,26,

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