平面向量与三角形四心问题.doc
《平面向量与三角形四心问题.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《平面向量与三角形四心问题.doc（9页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
平面向量基本定理与三角形四心
已知是内的一点，的面积分别为，，，求证：
如图2延长与边相交于点则
图1
图2
推论是内的一点，且，则
有此定理可得三角形四心向量式
是的重心
是的内心
是的外心
是的垂心
证明：
如图为三角形的垂心，
同理得，
奔驰定理是三角形四心向量式的完美统一
4.2三角形“四心”的相关向量问题
一．知识梳理：
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。
l与“重心”有关的向量问题
1已知是所在平面上的一点，若，则是的（）．
A．重点 B．外心 C．内心 D．垂心
如图⑴.
M
图⑵
图⑴
2已知是平面上一定点，是平面上不共线的三个点，动点满足，，则的轨迹一定通过的（）.
A．重点 B．外心 C．内心 D．垂心
【解析】由题意，当时，由于表示边上的中线所在直线的向量，所以动点的轨迹一定通过的重心，如图⑵.
3.O是△ABC所在平面内一点，动点P满足（λ∈（0，+∞）），则动点P的轨迹一定通过△ABC的（ ）
A．内心 B．重心 C．外心 D．垂心
解：
作出如图的图形AD⊥BC，由于sinB=sinC=AD，
∴=
由加法法则知，P在三角形的中线上
故动点P的轨迹一定通过△ABC的重心
故选：
B．
l与“垂心”有关的向量问题
3是所在平面上一点，若，则是的（）
A．重点 B．外心 C．内心 D．垂心
【解析】由，得，即，所以．同理可证，．∴是的垂心．如图⑶.
图⑷
图⑶
4已知是平面上一定点，是平面上不共线的三个点，动点满足，，则动点的轨迹一定通过的（）．
A．重点 B．外心 C．内心 D．垂心
【解析】由题意，
由于，
即,所以表示垂直于的向量，即点在过点且垂直于的直线上，所以动点的轨迹一定通过的垂心，如图⑷.
5若为所在平面内一点，且
则点是的（）
A．重点 B．外心 C．内心 D．垂心
B
C
H
A
图6
证明:
得
即
同理，
故H是△ABC的垂心
l与“内心”有关的向量问题
6已知为所在平面上的一点，且，，．若，则是的（）
．A．重点 B．外心 C．内心 D．垂心
图⑹
图⑸
【解析】∵，，则由题意得，
∵，
∴．∵与分别为和方向上的单位向量，∴与平分线共线，即平分．
同理可证：
平分，平分．从而是的内心，如图⑸.
7已知是平面上一定点，是平面上不共线的三个点，动点满足
，，则动点的轨迹一定通过的（）．
A．重点 B．外心 C．内心 D．垂心
【解析】由题意得，∴当时，表示的平分线所在直线方向的向量，故动点的轨迹一定通过的内心，如图⑹.
8若O在△ABC所在的平面内：
=，则O是△ABC的（ ）
A．垂心 B．重心 C．内心 D．外心
解：
∵向量的模等于1，因而向量是单位向量
∴向量、和等都是单位向量
∴由向量、为邻边构成的四边形是菱形，
∵
可得AO在∠BAC的平分线上
同理可得OB平分∠ABC，OA平分∠ACB，
∴O是△ABC的内心．
故选：
C．
l与“外心”有关的向量问题
8已知是所在平面上一点，若，则是的（）．
A．重点 B．外心 C．内心 D．垂心
图⑺
图⑻
【解析】若，则，∴，则是的外心，如图⑺。
9已知是平面上的一定点，是平面上不共线的三个点，动点满足，，则动点的轨迹一定通过的（）。
A．重点 B．外心 C．内心 D．垂心
【解析】由于过的中点，当时，表示垂直于的向量（注意：
理由见二、4条解释。
），所以在垂直平分线上，动点的轨迹一定通过的外心，如图⑻
l四心的相互关系
1.三角形外心与垂心的向量关系及应用
设的外心为，则点为的垂心的充要条件是。
2.三角形外心与重心的向量关系及应用
设的外心为，则点为的重心的充要条件是
3.三角形的外心、重心、垂心的向量关系及应用
设的外心、重心、垂心分别为、、，则、、三点共线（、、三点连线称为欧拉线），且。
相关题目
10．设△ABC外心为O，重心为G．取点H，使．
求证：
（1）H是△ABC的垂心；
（2）O，G，H三点共线，且OG：
GH=1：
2．
【解答】证明：
（1）∵△ABC外心为O，
∴
又∵
∴
则=•==0
即AH⊥BC
同理BH⊥AC，CH⊥AB
即H是△ABC的垂心；
（2）∵G为△ABC的重心
∴=3=3+=
即=3
即O，G，H三点共线，且OH=3OG
即O，G，H三点共线，且OG：
GH=1：
2
升级会员 