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2019-2020年高中數(shù)學(xué) 拓展資料 用向量表示三角形的四心 北師大版選修2-1
由高中數(shù)學(xué)新教材中的向量知識出發(fā),利用定比分點的向量表達式,可以簡捷地導(dǎo)出三角形的重心、內(nèi)心、垂心、外心這四心的向量表達式.
【例】 如圖9-5-14,在△ABC中,F(xiàn)是AB上的一點,E是AC上的一點,且=,=(通分總可以使兩個異分母分?jǐn)?shù)化為同分母分?jǐn)?shù)),連結(jié)CF、BE交于點D.求D點的坐標(biāo).
解:在平面上任取一點O,連結(jié)OA、OB、OC、OD、OE、OF,由定比分點的向量表達式,得:
=(+)(1+)
= ①
== ②
又== ③(其中=,).
整理①、②、③式得=.
所以=++ ④
由④式出發(fā),可得三角形四心的向量表達式:
(1)若BE、CF是△ABC兩邊上的中線,交點G為重心.由④式可得重心G的向量表達式:
=(++).
(2)若BE、CF是△ABC兩內(nèi)角的平分線,交點I是內(nèi)心.
因為=,=,
由④式可得內(nèi)心I的向量表達式:
=++.
(3)若BE、CF是△ABC兩邊上的高,交點H是垂心.
==.
同理=.
由④式可得垂心H的向量表達式:
=++.
(4)若BE、CF的交點O′是△ABC的外心,即三邊中垂線交點,則
O′A=O′B=O′C.
根據(jù)正弦定理:
==
==.
同理=.
由④式可得外心O′的向量表達式:
=+
+.
這四個向量表達式,都由④式推出,都有著各自輪換對稱的性質(zhì).好記,好用!新教材的優(yōu)越性,由此可見.
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