向量与三角形的重心、垂心、内心、外心的关系
一、四心的概念介绍、(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。
二、四线与向量的结合
1定理:如图,设OP1OA2OB
则1
2
1,且1
PBAB
2
PAAB
记忆交叉分配系数
2若M是OP上的任意一点,则OMOAOB记忆分母对应分配系数APBP
应用1(1)中线
(2)高线
(3)角平分线
(4)中垂线
应用2四线上的动点表示
1中线上的动点ABAC或ABACABsi
BACsi
C
2高线上的动点ABACABcosBACcosC
3角平分线上的动点ABACABAC
4中垂线上的动点OPOBOCABAC
2
ABcosBACcosC
f三、四心与向量的结合1
定理:设O是ABC内任意一点,则SBOCOASAOCOBSAOBOC0
(记忆:拉力平衡原则)应用
(1)O是ABC的重心SBOC:SAOC:SAOB1a:11b:cOAOBOC0
(2)O为ABC的垂心SBOC:SAOC:SAOBta
A:ta
B:ta
C
ta
AOAta
BOBta
COC0(3)O为ABC的内心SBOC:SAOC:SAOBa:b:csi
Asi
Bsi
C
aOAbOBcOC0或si
AOAsi
BOBsi
COC0aOAbOBcOC0(4)O为ABC的外心
SBOC:SAOC:SAOBsi
BOC:si
AOC:si
AOBsi
2Asi
2Bsi
2C
si
2AOAsi
2BOBsi
2COC0
2四心的向量表示:
(1)O是ABC的重心
PO
13
PA
PB
PC
(2)O为ABC的垂心OAOBOBOCOCOA(3)O为ABC的内心
OAABACOBBCBAOCCACB0
ABAC
BCBA
CACB
(4)O为ABC的外心OAOBOC
四.典型例题:一、与三角形“四心”相关的向量问题
题1:已知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
OPOA
AB
AC
0则P点的轨迹一定通过△ABC的
ABAC
A外心
B内心
C重心
D垂心
题2:已知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
OPOAABAC0则P点的轨迹一定通过△ABC的
A外心
B内心
C重心
D垂心
题3:已知O是平面上的一定点,A、B、C是平面上不共线的三个点,动点P满足
OPOAABAC0则动点P的轨迹一定通过△ABC的
ABsi
BACsi
C
fA重心
B垂心
C外心
D内心
题4:已知O是平面上的一定点,A、B、C是平面上不共线的三个点,动点P满足
OPOAABAC0则动点P的轨迹一定通过△ABcosBACcosC
ABC的
A重心
Br