内容正文:
专题6 平面向量
二级结论1:极化恒等式
【结论阐述】
(1)极化恒等式:;
(2)极化恒等式平行四边形型:在平行四边形中,,即向量的数量积可以表示为以这组向量为邻边的平行四边形的“和对角线”与“差对角线”平方差的;
(3)极化恒等式三角形模型:在中,为边中点,则;.
说明:(1)三角形模式是平面向量极化恒等式的终极模式,几乎所有的问题都是用它解决;
(2)记忆规律:向量的数量积等于第三边的中线长与第三边长的一半的平方差.
【应用场景】极化恒等式常用于解决与平面向量数量积有关的求值(定值)、最值、范围等问题.
【典例指引1】
(2022·甘肃·高台县第一中学模拟预测)
1.如图,在中,是的中点,是上的两个三等分点,, ,则 的值是_______.
【典例指引2】
2.已知是边长为2的等边三角形,为平面内一点,则的最小值是
A. B. C. D.
【针对训练】
(2022·山东日照市·高三二模)】
3.如图,在平行四边形中,已知,则的值是( )
A.44 B.22 C.24 D.72
(2022·河北武强中学高三月考)
4.如图,在平面四边形ABCD中,O为BD的中点,且OA=3,OC=5.若-7,则的值是________.
(2022·全国福建省漳州市高三期末)
5.在中,为的三等分点,则
A. B. C. D.
(2022·海南海口·二模)
6.在正三角形中,点是线段的中点,点在直线上,若三角形的面积为,则的最小值是___________
(2022•南通期末)
7.在面积为2的中,,分别是,的中点,点在直线上,则的最小值是______.
(天津高考)
8.如图,在四边形中,,,且,则实数的值为_________,若是线段上的动点,且,则的最小值为_________.
二级结论2:三角形“四心”向量形式的充要条件
【结论阐述】设为所在平面上一点,内角,,所对的边分别为,,,则
(1)为的外心.
(如图1)
(2)如图2,为的重心.
(3)如图2,为的垂心.
(4)如图3,为的内心.
说明:三角形“四心”——重心,垂心,内心,外心
(1)重心——中线的交点:重心将中线长度分成2:1;
(2)垂心——高线的交点:高线与对应边垂直;
(3)内心——角平分线的交点(内切圆的圆心):角平分线上的任意点到角两边的距离相等;
(4)外心——中垂线的交点(外接圆的圆心):外心到三角形各顶点的距离相等.
【应用场景】主要用于有关向量与三角形“四心”问题的判断与研究.
【典例指引1】
9.在所在平面内有三点,,,则下列说法正确的是( )
A.满足,则点是的外心
B.满足,则点是的重心
C.满足,则点是的垂心
D.满足,且,则为等边三角形
【典例指引2】
10.已知是平面上的4个定点,不共线,若点满足,其中,则点的轨迹一定经过的( )
A.重心 B.外心 C.内心 D.垂心
【针对训练】
11.在△中,,,,O为△的内心,若,则( )
A. B. C. D.
12.已知O是平面上的一个定点,A、B、C是平面上不共线的三点,动点P满足,则点P的轨迹一定经过的( )
A.重心 B.外心 C.内心 D.垂心
13.设G为的重心,若,,,则___________
14.设O为的外心,若,,则___________.
15.设I为的内心,若,,,则___________
二级结论3:奔驰定理
【结论阐述】奔驰定理:设是内一点,,,的面积分别记作,,则.
说明:本定理图形酷似奔驰的车标而得名.
奔驰定理在三角形四心中的具体形式:
①是的重心.
②是的内心.
③是的外心.
④是的垂心.
奔驰定理是三角形四心向量式的完美统一.
【应用场景】奔驰定理常用于解答与三角形内任意一点有关的三角形面积问题.
【典例指引1】
(2022·四川西昌·高二期末)
16.在平面上有及内一点O满足关系式:即称为经典的“奔驰定理”,若的三边为a,b,c,现有则O为的( )
A.外心 B.内心 C.重心 D.垂心
【典例指引2】
17.设G是△ABC重心,且,则_________.
【针对训练】
一、单选题
18.若是平面上的定点,,,是平面上不共线的三点,且满足(),则点的轨迹一定过的( )
A.外心 B.内心 C.重心 D.垂心
19.若O是平面内一定点,A,B,C是平面内不共线的三点,若点P满足+λ(λ∈(0,+∞)),则点P的轨迹一定通过△ABC的( )
A.外心 B.内心
C.重心 D.垂心
20.已知是平面内一定点,是平面上不共线的三个点,动点满足则点的轨迹一定通过的( )
A.外心 B.内心 C.重心 D.垂心
21.在中,,,且,,则点的轨迹一定通过的( )
A.重心 B.内心
C.