内容正文:
第六章 平面向量及其应用
探究课1 用向量法研究三角形的性质
1
知识提炼
01
探究课1 用向量法研究三角形的性质
知识提炼
典例探究
对点训练
2
三角形“四心”的向量表示
在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c.
(1)三角形的重心:=0⇔O是△ABC的重心.
(2)三角形的垂心:==⇔O是△ABC的垂心.
(3)三角形的内心:a+b+c=0⇔O是△ABC的内心.
(4)三角形的外心:||=||=||⇔O是△ABC的外心.
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【典例】 (1)若三个不共线的向量满足===0,则点O为△ABC的( )
A.内心 B.外心 C.重心 D.垂心
A 由题意知与+=(E在∠BAC的邻补角的平分线上)垂直,所以点O在∠BAC的平分线上.同理,点O在∠ABC的平分线上,故点O为△ABC的内心.
√
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(2)已知△ABC所在平面内的一点P满足+2=0,则S△PAB∶S△PAC∶S△PBC=( )
A.1∶2∶3 B.1∶2∶1
C.2∶1∶1 D.1∶1∶2
B 延长PB至D,使得=2 (图略),于是有=0,即点P是△ADC的重心,依据重心的性质,有S△PAD=S△PAC=S△PDC.由B是PD的中点,得S△PAB∶S△PAC∶S△PBC=1∶2∶1.
√
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(3)在△ABC中,AB=2,BC=,AC=3.若O是△ABC外心,且=p+q,则p=_____,q=_____.
如图所示,取AB的中点D,AC的中点E,连接OD,OE,则OD⊥AB,OE⊥AC.
由余弦定理,得cos ∠BAC==.
=||||cos ∠BAC=.
∵=p+q,
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∴
∵=||·||·cos ∠BAO=||·||=2,
=||·||·cos ∠CAO=||·||=,
∴解得p=,q=.
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1.在△ABC中,AB=6,O为△ABC的外心,则等于( )
A. B.6 C.12 D.18
D [如图,过点O作OD⊥AB于点D,
可知AD=AB=3,
则=()·=
=3×6+0=18.]
√
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2.用向量方法证明:
(1)三角形的三条高线交于一点.
如图①所示,△ABC中,设BC,CA边上的高AD,BE交于点H,求证:边AB上的高过点H;
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[证明] 在△ABC中,
∵AH⊥BC,BH⊥AC,∴=0,=0,
∴·()=0,·()=0.
∴=0,
∴=0,∴CH⊥AB,
故三角形三条高交于一点.
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(2)三角形的三边的垂直平分线交于一点.
如图②所示,△ABC的三边BC,CA,AB的中点分别为D,E,F,BC和CA边上的垂直平分线交于点O,求证:AB边上的垂直平分线过点O.
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[证明] 设=c,=a,=b,则a+b+c=0,
因为BC和CA边上的垂直平分线交于点O,
所以,所以=0,=0,
因为==,
所以()·=0,()·=0,
所以b2+c·b+·b=0,-a2-c·a+·a=0,
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两式相加得,(b2-a2)+c·(b-a)+·(b+a)=0,
因为c=-(b+a),
所以(b2-a2)-(b+a)·(b-a)+·(b+a)=0,
所以(b2-a2)-(b2-a2)-·c=0,
所以·c=0,所以⊥c,所以FO⊥AB,即AB边上的垂直平分线过点O.
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