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备战2022高考考前二级公式微专题系列
第7章 平面向量(8)三角”心”之内心
1.内心I(incenter))的定义:三角形各边的角分线的交点(内切圆的圆心)
2.内心I(incenter))的几何性质:
①三角形的内心到三边的距离相等,都等于内切圆半径r.
②内切圆半径的计算一般涉及等面积变形,公式;特别地,在Rt△ABC中,∠C=90°,.
③I为△ABC的内心,A(x1,y1),B(x2,y2),C(x3,y3),则I(,).
3.内心I(incenter))向量相关公式:
(1)I为△ABC内心a+b+c=;
(2)I为△ABC内心;
(3)I为△ABC内心;
(4)I为△ABC内心;
(6)I为△ABC内心∙(+)=∙(+)=∙(+)=0;
(7)I为△ABC内心设为△ABC所在平面内任意一点,;(8)=(+)(≥0)点P轨迹经过△ABC的内心 .
【罗师导航】内心的向量关系的分解与合成,侧重构造菱形
【能力过关检测】
考查角度一、确定“心”
【1-1】中,a、b、c分别是BC、AC、AB的长度,若,则O是的( )
A.外心 B.内心 C.重心 D.垂心
【答案】B;【解析】∵,且
∴ ,
在的角平分线上,同理在的角平分线上,
点为三角形的角平分线的交点,故点是三角形的内心.故选:B.
【1-2】已知所在的平面上的动点满足,则直线一定经过的
A.重心 B.外心 C.内心 D.垂心
【答案】C【解析】,
根据平行四边形法则知表示的向量在三角形角的平分线上,
而向量与共线,点的轨迹过的内心,故选:.
【1-3】在中,,,,则直线通过的
A.垂心 B.外心 C.内心 D.重心
【答案】C【解析】,,,即
设,,则,.
由向量加法的平行四边形法则可知,四边形为菱形.为菱形的对角线,平分.直线通过的内心.故选:.
【1-4】已知O是平面上一点,,A、B、C是平面上不共线的三个点,点O满足,则O点一定是△ABC的( )
A.外心 B.内心 C.重心 D.垂心
【答案】B【解析】,,
即,,O点为的角平分线上的点,同理可得O点为的角平分线上的点,所以O点为△ABC角平分线的交点,O点是一定是△ABC的内心.故选:B
【1-5】设的角、、的对边长分别为,,,是所在平面上的一点,,则点是的
A.重心 B.外心 C.内心 D.垂心
【解析】因为,
所以,,
所以,,
所以,
所以,,所以是的平分线,是的平分线所以点是的内心,故选:.
【1-6】已知点在平面中,且,则点是的( )
A.重心 B.垂心 C.外心 D.内心
【答案】D【解析】由数量积的定义可知,两向量的数量积是一个实数.
,
,,.
当时,,如图所示,即,,
点在的内角的角平分线上.同理,点在的内角的角平分线上,点在的内角的角平分线上.点是的内心.
【1-7】平面内及一点满足,则点是的( )
A.重心 B.内心 C.外心 D.垂心
【答案】B;【解析】由知,,
即,即 ,则是 的角平分线,
同理,即,则是的角平分线,则点是的内心.
【1-8】在中,,动点M满足,则直线AM一定经过的( )
A.垂心 B.内心 C.外心 D.重心
【答案】B;【解析】延长AC,使得AC=CD,则,
因为,所以,因为,所以,所以是等腰三角形,所以点M在BD的中垂线上,所以AM平分,直线AM一定经过的内心.故选:B.
【1-9】已知O是平面上的一定点,A,B,C是平面上不共线的三个动点,若动点P满足=+λ,λ∈(0,+∞),则点P的轨迹一定通过△ABC的 心;
【提示】注意:题设中“”与单位向量的联系及其“几何意义:与菱形的关联”;
【答案】内心;【解析】由条件,得-=λ,即=λ,
而和分别表示平行于,的单位向量,故+平分∠BAC,即平分∠BAC,所以点P的轨迹必过△ABC的内心;
【说明】本题主要考查的单位向量与菱形几何性质的整合,揭示与三角形“内心”的关联;
【1-10】为所在平面内一点,,,为的角,若,则点为的 心;
【答案】内;【解析】由正弦定理得,即,由上式可得,
所以,所以与的平分线共线,即在的平分线上,同理可证,也在,的平分线上,故是的内心.
考查角度二、应用“心”
【2-1】设O是△ABC的内心,A