自主招生讲座—平面几何5
三角形的五心问题
一.重心:中线交点 1.AG:GD2:1 2.AD3.SGBC2A111AB2AC2BC2 2241SABC 3222222FGBDEC4.(1)BC3GACA3GBAB3GC(2)GAGBGC2222(AB2AC2BC2) 32221(AB2AC2BC2) 3(3) GAGBGC最小。
二.外心:三边中垂线交点,外接圆圆心。 如图,OEBC交BC于D。 1.OAOBOCR
2.BOC2A(非钝角三角形) BOC2(180A)(钝角三角形) 3.BDDC,BEEC 4.SABCBAOCDEabc 4R三.内心:角平分线交点,内切圆圆心。
设ABC的内切圆O切边AB于点P,AI(I为内心)的延长线交外接圆于D,内切圆半径为r,则
A1A 2A12.APrcot(bca)
223.DBDCDI
r4.SABC(abc)
21.BIC90四.垂心:高线的交点
设O,G,H分别是ABC的外心、重心和垂心,
PIOCBDAODBC于D,AH的延长线交外接圆于H1,则
1.AH2OD
2.H与H1关于BC成轴对称。
BFHGODCH13.
BCH与ABC的半径相同。
4.ABHCBO,BCOACH,BAHCAO
5.旁心:三角形任意两角的外角平分线和第三个内角的角平分线相交于一点,这个交点即为三角形的旁心。
设在ABC中,A内的旁切圆
I1(半径为
P2CI1r1)与AB的延长线切于P1,则
1A 2A12.APrcot(abc) 112213.AI1BC
214.SABCr1(bca)
21.BI1C90ABP1例1:如图,设I是ABC的内心,M,N分别是边AB,AC上的点,且使得
ABINIC,ACIMIB。求证:点M,N,I三点共线。
AMIBNC例2:BC为圆O的直径,A为圆O上一点,0AOB120,D是弧AB(不含C的弧)的中点,过O平行于DA的直线交AC于I,OA的垂直平分线交
O于E,F。求证:
I是CEF的内心。
ADEBOICF例3:点A在KMN内,点B在KM上,点C在MN上。若CBMABK,
BCMACN.求证:BCM的外心在AM上。
B
A NMC
例4:设O为ABC的外心,ABAC,D是AB中点,G是ACD的重心,连接AO并延长交CD于M,连接CG并延长交AB于E。求证:OGCD.
A
E GDO
M
C B
例5:在锐角ABC中,ACBC,ADBC于D,BEAC于E,AB2DE,O,I分别是ABC的外心和内心,取AB的中点M,连接EM,DM,AO,BO,BI.求AIO.
KCEOIDAMB作业:
1.如图,I是ABC的内心,I关于边BC,CA,AB的对称点分别为A,B,C.证明:若
ABC的外接圆过点B,则ABC60。
B'AC'CBA'2.如图,在ABC中,A的平分线与外接圆交于点D,I是内心,M为BC中点,P为I关于M的对称点,延长DP与外接圆相交于N。求证:线段AN,BN,CN中有两个的和等于第三个。(提示:面积法)
AIBNPDMC3.已知在ABC中,由点A分别向B和C的平分线引垂线,垂足分别为A1和A2,同理,定义B1,B2和C1,C2.求证:2(A1A2B1B2C1C2)ABBCCA.(52页)
AA2BA1C