【高三向量证明题P是三角形ABC一点满足|AB|*PC+|BC|*PA+|CA|*PB=0则P是ABC的什么心?以上都是向量.】
高三向量证明题
P是三角形ABC一点满足|AB|*PC+|BC|*PA+|CA|*PB=0则P是ABC的什么心?以上都是向量.
【高三向量证明题P是三角形ABC一点满足|AB|*PC+|BC|*PA+|CA|*PB=0则P是ABC的什么心?以上都是向量.】
高三向量证明题
P是三角形ABC一点满足|AB|*PC+|BC|*PA+|CA|*PB=0则P是ABC的什么心?以上都是向量.
0=|AB|*PC+|BC|*PA+|CA|*PB
=|AB|*PC+|BC|*(PC+CA)+|CA|*(PC+CB)
=(|AB|+|BC|+|CA|)*PC+|BC|*CA+|CA|*CB
(|AB|+|BC|+|CA|)*CP=|BC|*CA+|CA|*CB,
CP=|BC|/(|AB|+|BC|+|CA|)*CA+|CA|/(|AB|+|BC|+|CA|)*CB,
即CP=a/(a+b+c)*CA+b/(a+b+c)*CB,
因为向量a/(a+b+c)*CA与向量b/(a+b+c)*CB的模都是ab/(a+b+c),
所以向量a/(a+b+c)*CA+b/(a+b+c)*CB必与角C的角平分线平行,
而CP=a/(a+b+c)*CA+b/(a+b+c)*CB,
所以P必然落在角C的角平分线上.同理,P必然落在角A,B的角平分线上.
所以P是三角形ABC的内心.
这是我整理的一些内容,希望对你有所帮助:
【一些结论】:以下皆是向量
1若P是△ABC的重心PA+PB+PC=0
2若P是△ABC的垂心PA•PB=PB•PC=PA•PC(内积)
3若P是△ABC的内心aPA+bPB+cPC=0(abc是三边)
4若P是△ABC的外心|PA|²=|PB|²=|PC|²
(AP就表示AP向量|AP|就是它的模)
5AP=λ(AB/|AB|+AC/|AC|),λ∈[0,+∞)则直线AP经过△ABC内心
6AP=λ(AB/|AB|cosB+AC/|AC|cosC),λ∈[0,+∞)经过垂心
7AP=λ(AB/|AB|sinB+AC/|AC|sinC),λ∈[0,+∞)
或AP=λ(AB+AC),λ∈[0,+∞)经过重心
8.若aOA=bOB+cOC,则0为∠A的旁心,∠A及∠B,C的外角平分线的交点
【以下是一些结论的有关证明】
1.
O是三角形内心的充要条件是aOA向量+bOB向量+cOC向量=0向量
充分性:
已知aOA向量+bOB向量+cOC向量=0向量,
延长CO交AB于D,根据向量加法得:
OA=OD+DA,OB=OD+DB,代入已知得:
a(OD+DA)+b(OD+DB)+cOC=0,
因为OD与OC共线,所以可设OD=kOC,
上式可化为(ka+kb+c)OC+(aDA+bDB)=0向量,
向量DA与DB共线,向量OC与向量DA、DB不共线,
所以只能有:ka+kb+c=0,aDA+bDB=0向量,
由aDA+bDB=0向量可知:DA与DB的长度之比为b/a,
所以CD为∠ACB的平分线,同理可证其它的两条也是角平分线.
必要性:
已知O是三角形内心,
设BO与AC相交于E,CO与AB相交于F,
∵O是内心
∴b/a=AF/BF,c/a=AE/CE
过A作CO的平行线,与BO的延长线相交于N,过A作BO的平行线,与CO的延长线相交于M,
所以四边形OMAN是平行四边形
根据平行四边形法则,得
向量OA
=向量OM+向量ON
=(OM/CO)*向量CO+(ON/BO)*向量BO
=(AE/CE)*向量CO+(AF/BF)*向量BO
=(c/a)*向量CO+(b/a)*向量BO∴a*向量OA=b*向量BO+c*向量CO
∴a*向量OA+b*向量OB+c*向量OC=向量0
2.
已知△ABC为斜三角形,且O是△ABC所在平面上的一个定点,动点P满足向量OP=OA+入{(AB/|AB|^2*sin2B)+AC/(|AC|^2*sin2C)},
求P点轨迹过三角形的垂心
OP=OA+入{(AB/|AB|^2*sin2B)+AC/(|AC|^2*sin2C)},
OP-OA=入{(AB/|AB|^2*sin2B)+AC/(|AC|^2*sin2C)},
AP=入{(AB/|AB|^2*sin2B)+AC/(|AC|^2*sin2C)},
AP•BC=入{(AB•BC/|AB|^2*sin2B)+AC•BC/(|AC|^2*sin2C)},
AP•BC=入{|AB|•|BC|cos(180°-B)/(|AB|^2*sin2B)+|AC|•|BC|cosC/(|AC|^2*sin2C)},
AP•BC=入{-|AB|•|BC|cosB/(|AB|^2*2sinBcosB)+|AC|•|BC|cosC/(|AC|^2*2sinCcosC)},
AP•BC=入{-|BC|/(|AB|*2sinB)+|BC|/(|AC|*2sinC)},
根据正弦定理得:|AB|/sinC=|AC|/sinB,所以|AB|*sinB=|AC|*sinC
∴-|BC|/(|AB|*2sinB)+|BC|/(|AC|*2sinC)=0,
即AP•BC=0,
P点轨迹过三角形的垂心
3.
OP=OA+λ(AB/(|AB|sinB)+AC/(|AC|sinC))
OP-OA=λ(AB/(|AB|sinB)+AC/(|AC|sinC))
AP=λ(AB/(|AB|sinB)+AC/(|AC|sinC))
AP与AB/|AB|sinB+AC/|AC|sinC共线
根据正弦定理:|AB|/sinC=|AC|/sinB,
所以|AB|sinB=|AC|sinC,
所以AP与AB+AC共线
AB+AC过BC中点D,所以P点的轨迹也过中点D,
∴点P过三角形重心.
4.
OP=OA+λ(AB