三点共线的证明方法
几何中的三点共线定理
几何中的三点共线定理几何学是研究形状、大小、相对位置以及性质的数学学科，广泛应用于建筑、工程、艺术等领域。
在几何学中，存在许多重要的定理和规律，其中之一就是三点共线定理（Collinearity of Three Points）。
三点共线定理是几何学中最基本、最简单的定理之一。
它表达的是当三个点位于同一直线上时，这三个点就被称为共线的。
三点共线定理通常用于证明几何性质、解决几何问题以及构造新的几何定理。
下面将对三点共线定理进行详细阐述。
一、三点共线定理的表述三点共线定理可以简单地表述为：任意给定三个点，如果它们位于同一条直线上，那么它们就是共线的。
二、三点共线定理的解释三点共线定理的解释非常直观。
想象一个平面上的直线，可以在上面任意选取三个点。
当这三个点恰好位于同一条直线上时，它们就称为共线的，否则它们将形成一个三角形。
三、三点共线定理的证明三点共线定理可以通过反证法来证明。
反证法是一种常用的证明方法，它基于假设某个结论不成立，然后推导出矛盾的结论。
不妨假设三个点A、B、C不共线，即它们不位于同一条直线上。
在平面上，我们可以通过A和B之间画一条直线AB，再通过A和C之间画一条直线AC。
由于A、B、C不共线，直线AB与直线AC一定有一个交点D。
现在我们观察点D与线段BC的位置关系。
根据平面几何学的基本性质，当两条直线相交时，它们只能在一个点处相交。
然而，我们前面假设了A、B、C不共线，所以点D不可能在线段BC上。
这就导致了一个矛盾的结论：点D既在直线AC上，又不在线段BC上。
因此，我们的假设是错误的，A、B、C必须共线。
综上所述，根据反证法的证明过程，我们可以得出结论：任意给定三个点，如果它们位于同一条直线上，那么它们就是共线的。
四、三点共线定理的应用三点共线定理在几何学中具有广泛的应用，尤其是在证明和解决几何问题方面。
例如，当我们需要确定一个点是否与已知线段的两个端点共线时，可以利用三点共线定理进行判断。
福建中考压轴题解题技巧(3)—证三点共线与三线共点的基本思路
福建中考压轴题解题技巧（3）—证三点共线与三线共点的基本思路一、证明三点共线（一）证明方法（1）平角模型:图1,要证明A 、B 、C 三点共线,可以选择一条过B 点的直线PBQ ，并连接AB 、CB ，证明∠ABP+∠CBP=180°；（2）重合模型:先做过其中两点的直线，再证第三点过此直线； （图1）（3）函数模型:①构建平面直角坐标系，求出三个点坐标，其中两个点构建一次函数模型，判断第三个点是否在函数图像上，满足则共线。
②利用21k k =，其中（βαtan tan 21==k k ，），得两直线平行，由此得出三点共线。
（二）典例剖析23.（2020年）如图，C 为线段AB 外一点.(1)求作四边形ABCD ，使得CD//AB ，且CD=2AB ；(要求：尺规作图，不写作法，保留作图痕迹)(2)在(1)的四边形ABCD 中，AC ，BD 相交于点P ，AB ，CD 的中点分别为M ，N ，求证：M ，P ，N 三点在同一条直线上.24. （2023年）已知抛物线23y ax bx =++交x 轴于A （1，0）、B （3，0）两点，C 、D 为抛物线上不与A 、B 重合的相异两点，记AB 中点为E ，．（2）若()34,3,,4C D m ⎛⎫-⎪⎝⎭，且2m <，求证：C 、D 、E 三点共线。
25.（2019年）已知点A 是抛物线122+-=x x y 的顶点。
(2)直线l ：y ＝kx ＋1－k 与抛物线交于点B 、C ，直线BD 垂直于直线y ＝－1，垂足为D .证明：对于每个给定的实数k ，都有A 、D 、C 三点共线。
4、已知:A (-m，m) ，B (n，0)，其中m>0，n>0，点C在第一象限内，∠ABC=90°，AB=BC，延长CB至P，使BP=BQ，求证:A，O，P三点共线.二、证明三线共点（一）证明方法①先假设其中两条直线交于一点，再证明第三条直线经过这一点；②证明三条线中两条线的交点和另外两条线的交点是同一个。
三线共点的证法
三线共点的证法三线共点是数学领域中一个重要的几何概念。
它起源于射影几何学，并在较晚的时期得到进一步的研究和证明。
本文将介绍三线共点的定义、性质以及其证法。
一、定义在平面几何中，给定一个三角形ABC，如果存在三条直线分别通过三个顶点A、B、C的对边中点，并且这三条直线的交点在一条直线上，那么我们称这三条直线共点，且该点被称为三线共点。
二、性质1. 三线共点是三角形的一个重要特殊性质，它有着以下性质：a) 三角形的三条三线可以是三角形内部对边的中点连线；b) 三线共点的点是三角形的一个重要几何中心，称为重心；c) 三线共点的点和三角形的三个顶点连线的交点构成的三角形和原始三角形全等。
2. 三线共点的证法有多种，下面将介绍两种常见的证法。
三、证法一：向量法三线共点可以通过向量法来进行证明。
给定三角形ABC，以三边向量AB、AC和BC作为初始向量。
由向量的平行和共线性质可知，三条代表这个三边向量的线段必定共点。
设三线共点的交点为点P。
利用向量运算和向量共线性的定义，我们可以证明点P会同时出现在每条向量线段上，从而证明了三线共点。
四、证法二：重心法三线共点也可以通过三角形的重心进行证明。
首先，找到三角形ABC的三条中线，即通过三个顶点A、B、C的对边中点的直线。
根据中线的性质，它们互相平行并且与对边的长度成比例。
将这三条中线延长，它们将相交于一个点，即三线共点的点P。
通过重心的性质以及实际的角度和长度计算，我们可以证明这个点P确实是三线共点。
五、总结三线共点是一个重要的几何概念，它指的是三角形的三条特殊线段共同交于一点的现象。
它常常被用于证明三角形的一些性质和定理。
本文通过向量法和重心法两种常见的证明方法，说明了三线共点的证法。
我们应该通过学习和理解这些证法，加深对于三线共点的理解，为进一步研究和应用提供基础。
通过对三线共点的研究，我们可以进一步探索其在几何学、射影几何学以及其他数学领域中的应用和意义，同时也可以拓宽我们对几何学的认识和理解。
三点共线有什么结论
三点共线有什么结论
文/周国旗
若A、B、C三点共线则该直线外的任一点P，有PA向量=λPB向量+μPC向量，λ+μ=1。
三点共线，是一个几何类问题，指的是三点在同一条直线上。
可以设三点为A、B、C，利用向量证明：λAB=AC（其中λ为非零实数）。
证明方法
1、取两点确立一条直线，计算该直线的解析式。
代入第三点坐标看是否满足该解析式（直线与方程）。
2、设三点为A、B、C。
利用向量证明：λAB=AC（其中λ为非零实数）。
3、利用点差法求出AB斜率和AC斜率，相等即三点共线。
4、利用几何中的公理“如果两个不重合的平面有一个公共点，那么它们有且只有一条过该点的公共直线”。
可知：如果三点同属于两个相交的平面则三点共线。
5、运用公（定）理“过直线外一点有且只有一条直线与已知直线平行（垂直）”。
其实就是同一法。
6、证明其夹角为180°。
7、证明△ABC面积为0。
8、利用坐标证明。
即证明x1y2=x2y1。
9、向量法，即向量PB=λ向量PA+μ向量PC，且λ+μ=1，则ABC 三点共线。
三点一线定理的推导
三点一线定理的推导
三点一线定理也称为共线定理或三点共线定理，是几何学中
一条基本的定理。
它的表述为：如果三个点A、B、C不在同一条直线上，则它们不共线。
该定理的推导可以通过反证法来进行。
假设我们要证明的命题是：如果三个点A、B、C不在同一条直线上，则它们不共线。
证明过程如下：
假设A、B、C不共线，则它们应该在不同的直线上。
选择任意两个点A和B，连接AB线段，根据定义，它是一条直线。
接下来，选择另外一个点C，与AB线段不共线，即C不在AB 所在的直线上。
由于我们取了A、B不同的两点并连接它们，根据尺规作图，我们可以得到一个长度为AB的线段。
然后，我们还可以在该
线段上选择另一个点C。
由于C不在AB所在的直线上，这样
我们可以确保A、B、C三个点构成一个三角形。
现在，我们来看一下这个三角形ABC。
根据欧几里得几何学
中的不等式定理，如果三个点A、B、C不在同一条直线上，则由任意两个点构成的线段之和要大于第三个点构成的线段，即AB+BC>AC，AC+BC>AB和AB+AC>BC。
然而，我们之前假设了A、B、C不共线，这意味着AB、AC 和BC都是长度大于0的线段。
根据我们在欧几里得几何学中
学到的定义，只有当三条线段满足上述不等式时，它们才能构
成一个三角形。
因此，根据之前的假设，我们可以得出结论：如果三个点A、B、C不在同一条直线上，则它们不共线。
证毕。
高考数学复习---《三点共线问题》规律方法与典型例题讲解
高考数学复习---《三点共线问题》规律方法与典型例题讲解【规律方法】证明共线的方法：（1）斜率法：若过任意两点的直线的斜率都存在，通过计算证明过任意两点的直线的斜率相等证明三点共线；（2）距离法：计算出任意两点间的距离，若某两点间的距离等于另外两个距离之和，则这三点共线；（3）向量法：利用向量共线定理证明三点共线；（4）直线方程法：求出过其中两点的直线方程，在证明第3点也在该直线上；（5）点到直线的距离法：求出过其中某两点的直线方程，计算出第三点到该直线的距离，若距离为0，则三点共线．（6）面积法：通过计算求出以这三点为三角形的面积，若面积为0，则三点共线，在处理三点共线问题，离不开解析几何的重要思想：“设而不求思想”．【典型例题】例1、（2023·全国·高三专题练习）已知2222:1(0,0)x y E a b a b −=>>的右焦点为2F ，点2F 到E 的2F 的直线与E 相交于,A B 两点.当AB x ⊥轴时，||AB =(1)求E 的方程.(2)若3,02M ⎛⎫⎪⎝⎭，N 是直线1x =上一点，当,,B M N 三点共线时，判断直线AN 的斜率是否为定值.若是定值，求出该定值；若不是定值，说明理由. 【解析】（1）根据对称性，不妨设()2,0F c 到直线0bx ay +=bcb c== 令x c =，则22221c y a b−=，解得2by a =±，所以当AB x ⊥轴时，22||b AB a ==a =故E 的方程为22122x y −=.（2）设()()1122,,,A x y B x y .当直线AB 的斜率不为0时，设直线AB 的方程为2x my =+， 联立方程组221222x y x my ⎧−=⎪⎨⎪=+⎩，化简得()221420m y my −++=， 由()22Δ81>010m m ⎧=+⎪⎨−≠⎪⎩，得1m ≠±，则12122242,11m y y y y m m +=−=−−设(1,)N t ，因为,,B M N 三点共线，所以221322y t x =−−，整理得2223y t x =−−. 因为()()()1221221212211222223212023232323y x y y my y my y y y y y t y x x x x −+++++−=+====−−−−，所以1101AN y tk x −==−，即直线AN 的斜率为定值0. 当直线AB 的斜率为0时，A ，B ，M ，N 都在x 轴上， 则直线AN 的斜率为定值. 综上所述，直线AN 的斜率为定值0.例2、（2023·全国·高三专题练习）已知椭圆C 的方程为22221(0)x y a b a b+=>>，右焦点为F（1）求椭圆C 的方程；（2）设M ，N 是椭圆C 上的两点，直线MN 与曲线222(0)x y b x +=>相切．证明：M ，N ，F三点共线的充要条件是||MN 【解析】（1）由题意，椭圆半焦距cc e a ==，所以a = 又2221b a c =−=，所以椭圆方程为2213x y +=；（2）由（1）得，曲线为221(0)x y x +=>，当直线MN 的斜率不存在时，直线:1MN x =，不合题意； 当直线MN 的斜率存在时，设()()1122,,,M x y N x y ， 必要性：若M ，N ，F三点共线，可设直线(:MN y k x =即0kx y −=，由直线MN 与曲线221(0)x y x +=>1=，解得1k =±，联立(2213y x x y ⎧=±⎪⎨⎪+=⎩可得2430x −+=，所以121234x x x x +=⋅=，所以MN 所以必要性成立；充分性：设直线():,0MN y kx b kb =+<即0kx y b −+=， 由直线MN 与曲线221(0)x y x +=>1=，所以221b k =+，联立2213y kx b x y =+⎧⎪⎨+=⎪⎩可得()222136330k x kbx b +++−=， 所以2121222633,1313kb b x x x x k k −+=−⋅=++，所以MN== 化简得()22310k −=，所以1k =±，所以1k b =⎧⎪⎨=⎪⎩1k b =−⎧⎪⎨=⎪⎩:MN y x =y x =−所以直线MN 过点F ，M ，N ，F 三点共线，充分性成立； 所以M ，N ，F 三点共线的充要条件是||MN =例3、（2023·全国·高三专题练习）已知椭圆()2222:10x y E a b a b +=>>经过点()0,1C ，离心率O 为坐标原点. （1）求椭圆E 的方程；（2）设A 、B 分别为椭圆E 的左、右顶点，D 为椭圆E 上一点（不在坐标轴上），直线CD 交x 轴于点P ，Q 为直线AD 上一点，且4OP OQ =⋅，求证：C 、B 、Q 三点共线. 【解析】（1）将点C 的坐标代入椭圆E 的坐标可得1b =，由题意可得2210c e a a c c ⎧==⎪⎪⎪−=⎨⎪>⎪⎪⎩，解得2a c =⎧⎪⎨=⎪⎩因此，椭圆E 的标准方程为2214x y +=；（2）椭圆E 的左、右顶点分别为()2,0A −、()2,0B ，设点()()0000,0D x y x y ≠，则220014x y +=，则220044x y −=，直线CD 的斜率为001CD y k x −=，则直线CD 的方程为0011y y x x −=+， 令0y =，可得001x x y =−，即点00,01x P y ⎛⎫⎪−⎝⎭， 设点()11,Q x y ，由104OP OQ x x ⋅==，可得()01041y x x −=， 直线AD 的斜率为002AD y k x =+，则直线AD 的方程为()0022y y x x =++， 将()0041y x x −=代入直线AD 的方程得()()000002222y x y y x x −+=+，所以点Q 的坐标为()()()000000041222,2y y x y x x x ⎛⎫−−+ ⎪ ⎪+⎝⎭， 直线BC 的斜率为101022BC k −==−− 直线BQ 的斜率为()()()2000000020000001012222222222424BQy x y x y y y y k x x y x x x y y −+−+===−+−−−−−20000200002214242BC x y y y k y x y y −+==−=−−， 又BQ 、BC 有公共点B ，因此，C 、B 、Q 三点共线.。
高考数学专项讲解：专题3.7三点共线证法多,斜率向量均可做
【题型综述】
三点共线问题证题策略一般有以下几种:①斜率法:若过任意两点的直线的斜率都存在,通过计算证明过任意两点的直线的斜率相等证明三点共线;②距离法:计算出任意两点间的距离,若某两点间的距离等于另外两个距离之和,则这三点共线;③向量法:利用向量共线定理证明三点共线;④直线方程法:求出过其中两点的直线方程,在证明第3点也在该直线上;⑤点到直线的距离法:求出过其中某两点的直线方程,计算出第三点到该直线的距离,若距离为0,则三点共线.⑥面积法:通过计算求出以这三点为三角形的面积,若面积为0,则三点共线,在处理三点共线问题,离不开解析几何的重要思想:“设而不求思想”.
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x y -=点. 41,33M ⎛⎫ ⎪⎝⎭
(1)求椭圆的标准方程;
C (2)如图,已知是椭圆上的两个点,线段的中垂线的斜率为
且与交于点, 为坐标原,R S RS 12RS P O 点,求证: 三点共线.
,,P O M 【思路点拨】(1)由二者离心率互为倒数以及椭圆经过点,建立关于a ,b ,c 的方程组从而得到41,33M ⎛⎫
(2)根据题意,设直线PQ的方程为y=k(x﹣3),联立直线与椭圆的方程可得(3k2+1)
x2﹣18k2x+27k2﹣6=0,设出P、Q的坐标,由根与系数的关系的分析求出、的坐标,由向量平行的坐标表示方法,分析可得证明;
(3)设直线PQ的方程为x=my+3,联立直线与椭圆的方程,分析有(m2+3)y2+6my+3=0,设P(x1,y1 ),Q(x2,y2),结合根与系数的关系分析用y1.y2表示出△FPQ的面积,分析可得答案.
(),代入抛物线方程消去x整理得,再设,,进而得,可得直线的方程为,又,,故BD方程化为
证明三点共线问题的方法Word版
证明三点共线问题的方法1、利用梅涅劳斯定理的逆定理例1、如图1，圆内接ΔABC 为不等边三角形，过点A 、B 、C 分别作圆的切线依次交直线BC 、CA 、AB 于1A 、1B 、1C ，求证：1A 、1B 、1C 三点共线。
解：记,,BC a CA b AB c ===，易知1111AC CCC BS AC C B S ∆∆=又易证11AC C CC B ∆∆.则11222AC C CC B S AC b S CB a∆∆⎛⎫== ⎪⎝⎭.同理12121212,BA c CB a A C b B A c ==.故1112221112221AC BA CB b c a C B A C B A a b c⋅⋅=⋅⋅=.由梅涅劳斯定理的逆定理，知1A 、1B 、1C 三点共线。
2、利用四点共圆（在圆内，主要由角相等或互补得到共线）例2 、如图，以锐角ΔABC 的一边BC 为直径作⊙O ，过点A 作⊙O 的两条切线，切点为M 、N ，点H 是ΔABC 的垂心.求证：M 、H 、N 三点共线。
(96中国奥数证明：射线AH 交BC 于D ，显然AD 为高。
记AB 与⊙O 的交点为E ，易知C 、H 、E 三点共线。
联结OM 、ON 、DM 、DN 、MH 、NH ，易知090AMO ANO ADO ∠=∠=∠=，∴A 、M 、O 、D 、N 五点共圆，更有A 、M 、D 、N 四点共圆， 此时，0+180AND ∠∠=AMD因为2AM AE AB AH AD =⋅=⋅（B 、D 、H 、E 四点共圆），即AM ADAH AM=；又MAH DAM ∠=∠，所以AMH ADM ∆∆，故AHM AMD ∠=∠同理，AHN AND ∠=∠。
因为0180AHM AHN AMD AND ∠+∠=∠+∠=，所以，M 、H 、N 三点共线。
3、利用面积法如果SS EMNFMN=∆∆，点E 、F 位于直线MN 的异侧，则直线MN 平分线段EF ，即M 、N 与ABCC 1B 1A 1EF的中点三点共线。
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三点共线的证明方法
袁竞成
题目已知点A（1，2）、B（2，4）、C（3，6），求证：A、B、C三点共线。
方法1：利用定比分点坐标公式证明三点共线
设P（）分AC所成的比为，则= 1。
方法2：利用向量平行的充分条件来证明三点共线
，向量
方法3：其中一个点到另外两个点所在直线的距离为0
由两点式求得直线AB的方程为
方法4：的面积为0证明三点共线
方法5：直线夹角为0来证明三点共线
2方法一：取两点确立一条直线，计算该直线的解析式。
代入第三点坐标看是否满足该解析式（直线与方程）
方法二：设三点为A、B、C 。
利用向量证明：a倍AB向量=AC向量（其中a为非零实数）。
方法三：利用点差法求出AB斜率和AC斜率，相等即三点共线。
方法四:用梅涅劳斯定理
注意梅涅劳斯（Menelaus）定理（简称梅氏定理）是由古希腊数学家梅涅劳斯首先证明的。
它指出：如果一条直线与△ABC的三边AB、BC、CA或其延长线交于F、D、E点，那么(AF/FB)×(BD/DC)×(CE/EA)=1。
或：设X、Y、Z分别在△ABC的BC、CA、AB所在直线上，则X、Y、Z共线的充要条件是(AZ/ZB)*(BX/XC)*(CY/YA)=1
方法五：利用几何中的公理“如果两个不重合的平面有一个公共点，那么它们有且只有一条过该点的公共直线。
”可知：如果三点同属于两个相交的平面则三点共线。
方法六：运用公（定）理“过直线外一点有且只有一条直线与已知直线平行（垂直）”。
其实就是同一法。
方法七：证明其夹角为180°
方法八：设A B C ，证明△ABC面积为0
方法九：帕普斯定理
注意帕普斯(Pappus)定理:如图，直线l1上依次有点A,B,C，直线l2上依次有点D,E,F，设AE,BD交于P，AF,DC交于Q，BF,EC交于R，则P,Q,R共线。
帕普斯定理
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