字典翻译 问答 高中 数学 高中数学几何中的“心”例如:垂心、重心、旁心、内心、外心的性质有些什么?定义是什么?
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高中数学几何中的“心”例如:垂心、重心、旁心、内心、外心的性质有些什么?定义是什么?
问题描述:

高中数学几何中的“心”例如:垂心、重心、旁心、内心、外心的性质有些什么?定义是什么?

李弢回答:
  这是我整理的一些内容,希望对你有所帮助:   【一些结论】:以下皆是向量   1若P是△ABC的重心PA+PB+PC=0   2若P是△ABC的垂心PA•PB=PB•PC=PA•PC(内积)   3若P是△ABC的内心aPA+bPB+cPC=0(abc是三边)   4若P是△ABC的外心|PA|²=|PB|²=|PC|²   (AP就表示AP向量|AP|就是它的模)   5AP=λ(AB/|AB|+AC/|AC|),λ∈[0,+∞)则直线AP经过△ABC内心   6AP=λ(AB/|AB|cosB+AC/|AC|cosC),λ∈[0,+∞)经过垂心   7AP=λ(AB/|AB|sinB+AC/|AC|sinC),λ∈[0,+∞)   或AP=λ(AB+AC),λ∈[0,+∞)经过重心   8.若aOA=bOB+cOC,则0为∠A的旁心,∠A及∠B,C的外角平分线的交点   【以下是一些结论的有关证明】   1.   O是三角形内心的充要条件是aOA向量+bOB向量+cOC向量=0向量   充分性:   已知aOA向量+bOB向量+cOC向量=0向量,   延长CO交AB于D,根据向量加法得:   OA=OD+DA,OB=OD+DB,代入已知得:   a(OD+DA)+b(OD+DB)+cOC=0,   因为OD与OC共线,所以可设OD=kOC,   上式可化为(ka+kb+c)OC+(aDA+bDB)=0向量,   向量DA与DB共线,向量OC与向量DA、DB不共线,   所以只能有:ka+kb+c=0,aDA+bDB=0向量,   由aDA+bDB=0向量可知:DA与DB的长度之比为b/a,   所以CD为∠ACB的平分线,同理可证其它的两条也是角平分线.   必要性:   已知O是三角形内心,   设BO与AC相交于E,CO与AB相交于F,   ∵O是内心   ∴b/a=AF/BF,c/a=AE/CE   过A作CO的平行线,与BO的延长线相交于N,过A作BO的平行线,与CO的延长线相交于M,   所以四边形OMAN是平行四边形   根据平行四边形法则,得   向量OA   =向量OM+向量ON   =(OM/CO)*向量CO+(ON/BO)*向量BO   =(AE/CE)*向量CO+(AF/BF)*向量BO   =(c/a)*向量CO+(b/a)*向量BO∴a*向量OA=b*向量BO+c*向量CO   ∴a*向量OA+b*向量OB+c*向量OC=向量0   2.   已知△ABC为斜三角形,且O是△ABC所在平面上的一个定点,动点P满足向量OP=OA+入{(AB/|AB|^2*sin2B)+AC/(|AC|^2*sin2C)},   求P点轨迹过三角形的垂心   OP=OA+入{(AB/|AB|^2*sin2B)+AC/(|AC|^2*sin2C)},   OP-OA=入{(AB/|AB|^2*sin2B)+AC/(|AC|^2*sin2C)},   AP=入{(AB/|AB|^2*sin2B)+AC/(|AC|^2*sin2C)},   AP•BC=入{(AB•BC/|AB|^2*sin2B)+AC•BC/(|AC|^2*sin2C)},   AP•BC=入{|AB|•|BC|cos(180°-B)/(|AB|^2*sin2B)+|AC|•|BC|cosC/(|AC|^2*sin2C)},   AP•BC=入{-|AB|•|BC|cosB/(|AB|^2*2sinBcosB)+|AC|•|BC|cosC/(|AC|^2*2sinCcosC)},   AP•BC=入{-|BC|/(|AB|*2sinB)+|BC|/(|AC|*2sinC)},   根据正弦定理得:|AB|/sinC=|AC|/sinB,所以|AB|*sinB=|AC|*sinC   ∴-|BC|/(|AB|*2sinB)+|BC|/(|AC|*2sinC)=0,   即AP•BC=0,   P点轨迹过三角形的垂心   3.   OP=OA+λ(AB/(|AB|sinB)+AC/(|AC|sinC))   OP-OA=λ(AB/(|AB|sinB)+AC/(|AC|sinC))   AP=λ(AB/(|AB|sinB)+AC/(|AC|sinC))   AP与AB/|AB|sinB+AC/|AC|sinC共线   根据正弦定理:|AB|/sinC=|AC|/sinB,   所以|AB|sinB=|AC|sinC,   所以AP与AB+AC共线   AB+AC过BC中点D,所以P点的轨迹也过中点D,   ∴点P过三角形重心.   4.   OP=OA+λ(ABcosC/|AB|+ACcosB/|AC|)   OP=OA+λ(ABcosC/|AB|+ACcosB/|AC|)   AP=λ(ABcosC/|AB|+ACcosB/|AC|)   AP•BC=λ(AB•BCcosC/|AB|+AC•BCcosB/|AC|)   =λ([|AB|•|BC|cos(180°-B)cosC/|AB|+|AC|•|BC|cosCcosB/|AC|]   =λ[-|BC|cosBcosC+|BC|cosCcosB]   =0,   所以向量AP与向量BC垂直,   P点的轨迹过垂心.   5.   OP=OA+λ(AB/|AB|+AC/|AC|)   OP=OA+λ(AB/|AB|+AC/|AC|)   OP-OA=λ(AB/|AB|+AC/|AC|)   AP=λ(AB/|AB|+AC/|AC|)
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