三角形五心的经典考题
有关三角形五心的经典试题
三角形的外心、重心、垂心、内心及旁心,统称为三角形的五心. 一、外心.
三角形外接圆的圆心,简称外心.与外心关系密切的有圆心角定理和圆周角定理. 例1.过等腰△ABC 底边BC 上一点P 引PM ∥CA 交AB 于M ;引PN ∥BA 交AC 于N .作点P 关于
MN 的对称点P ′.试证:P ′点在△ABC 外接圆上. (杭州大学《中学数学竞赛习题》)
分析:由已知可得MP ′=MP =MB ,NP ′=NP
=NC ,故点M 是△P ′BP 的外心,点
N 是△P ′PC 的外心.有
∠BP ′P =21∠BMP =21∠BAC ,
∠PP ′C =21∠PNC =2
1
∠BAC .
∴∠BP ′C =∠BP ′P +∠P ′PC =∠BAC .
从而,P ′点与A ,B ,C 共圆、即P ′在△ABC 外接圆上. 由于P ′P 平分∠BP ′C ,显然还有 P ′B :P ′C =BP :PC .
例2.在△ABC 的边AB ,BC ,CA 上分别取点P ,Q ,S .证明以△APS ,△BQP ,△CSQ 的外心为
顶点的三角形与△ABC 相似.
(B ·波拉索洛夫《中学数学奥林匹克》)
分析:设O 1,O 2,O 3是△APS ,△BQP ,
△CSQ 的外心,作出六边形
O 1PO 2QO 3S 后再由外
心性质可知 ∠PO 1S =2∠A , ∠QO 2P =2∠B , ∠SO 3Q =2∠C .
∴∠PO 1S +∠QO 2P +∠SO 3Q =360°.从而又知∠O 1PO 2+
∠O 2QO 3+∠O 3SO 1=360°
将△O 2QO 3绕着O 3点旋转到△KSO 3,易判断△KSO 1≌△O 2PO 1,同时可得△O 1O 2O 3≌△O 1KO 3. ∴∠O 2O 1O 3=∠KO 1O 3=2
1
∠O 2O 1K =
21
(∠O 2O 1S +∠SO 1K ) =21
(∠O 2O 1S +∠PO 1O 2)
=2
1
∠PO 1S =∠A ;
同理有∠O 1O 2O 3=∠B .故△O 1O 2O 3∽△ABC . 二、重心
三角形三条中线的交点,叫做三角形的重心.掌握重心将每
A B C P
P M
N 'A B C Q
K P O O O ....S 123
条中线都分成定比2:1及中线长度公式,便于解题.
例3.AD ,BE ,CF 是△ABC 的三条中线,P 是任意一点.证明:在△PAD ,△PBE ,△PCF 中,
其中一个面积等于另外两个面积的和. (第26届莫斯科数学奥林匹克)
分析:设G 为△ABC 重心,直线PG 与AB
,BC 相交.从A ,C ,D ,E ,F 分别 作该直线的垂线,垂足为A ′,C ′, D ′,E ′,F ′. 易证AA ′=2DD ′,CC ′=2FF ′,2EE ′=AA ′+CC ′,
∴EE ′=DD ′+FF ′. 有S △PGE =S △PGD +S △PGF .
两边各扩大3倍,有S △PBE =S △PAD +S △PCF .
例4.如果三角形三边的平方成等差数列,那么该三角形和由它的三条中线围成的新三角形
相似.其逆亦真.
分析:将△ABC 简记为△,由三中线AD ,BE ,CF 围成的三角形简记为△′.G 为重心,连DE
到H ,使EH =DE ,连HC ,HF ,则△′就是△HCF .
(1)a 2,b 2,c 2
成等差数列?△∽△′. 若△ABC 为正三角形,易证△∽△′. 不妨设a ≥b ≥c ,有
CF =
2222221
c b a -+, BE =2222221
b a
c -+, AD =222222
1
a c
b -+. 将a 2
+c 2
=2b 2
,分别代入以上三式,得 CF =
a 23,BE =
b 23,AD =
c 2
3. ∴CF :BE :AD =
a 23:
b 23:
c 2
3
=a :b :c .
故有△∽△′.
(2)△∽△′?a 2,b 2,c 2
成等差数列. 当△中a ≥b ≥c 时, △′中CF ≥BE ≥AD . ∵△∽△′,
∴??S S '=(a
CF )2
.
据“三角形的三条中线围成的新三角形面积等于原三角形面积的
4
3
”,有??S S '=43.
A
A 'F F 'G
E E '
D 'C 'P C B D
∴22a
CF =43?3a 2=4CF 2=2a 2+b 2-c
2
?a 2+c 2=2b 2.
三、垂心
三角形三条高的交战,称为三角形的垂心.由三角形的垂心造成的四个等(外接)圆三角形,给我们解题提供了极大的便利.
例5.设A 1A 2A 3A 4为⊙O 内接四边形,H 1,H 2,H 3,H 4依次为
△A 2A 3A 4,△A 3A 4A 1,△A 4A 1A 2,△A 1A 2A 3的垂心.求证:H 1,H 2,H 3,H 4四点共圆,并确定出该圆的圆心位置.
(1992,全国高中联赛) 分析:连接A 2H 1,A 1H 2,H 1H 2,记圆半径
为R .由△A 2A 3A 4知
1
321
2sin H A A H A ∠=2R ?A 2H 1=2R cos ∠A 3A 2A 4; 由△A 1A 3A 4得
A 1H 2=2R cos ∠A 3A 1A 4.
但∠A 3A 2A 4=∠A 3A 1A 4,故A 2H 1=A 1H 2. 易证A 2H 1∥A 1A 2,于是,A 2H 1 A 1H 2, 故得H 1H 2 A 2A 1.设H 1A 1与H 2A 2的交点为M ,故H 1H 2与A 1A 2关于M 点成中心对称. 同理,H 2H 3与A 2A 3,H 3H 4与A 3A 4,H 4H 1与A 4A 1都关于M 点成中心对称.故四边形H 1H 2H 3H 4
与四边形A 1A 2A 3A 4关于M 点成中心对称,两者是全等四边形,H 1,H 2,H 3,H 4在同一个圆上.后者的圆心设为Q ,Q 与O 也关于M 成中心对称.由O ,M 两点,Q 点就不难确定了.
例6.H 为△ABC 的垂心,D ,E ,F 分别是BC ,CA ,AB 的中心.一个以H 为圆心的⊙H 交直线
EF ,FD ,DE 于A 1,A 2,B 1,B 2,C 1,C 2. 求证:AA 1=AA 2=BB 1=BB 2=CC 1=CC 2.
(1989,加拿大数学奥林匹克训练题) 分析:只须证明AA 1=BB 1=CC 1即可.设 BC =a , CA =b ,AB =c ,△ABC 外
接圆半径为R ,⊙H 的半径为r . 连HA 1,AH 交EF 于M . A 2
1A =AM 2
+A 1M 2
=AM 2
+r 2
-MH
2
=r 2
+(AM 2
-MH 2
), ①
又AM 2
-HM 2
=(
21AH 1)2-(AH -2
1
AH 1)2 =AH ·AH 1-AH 2
=AH 2·AB -AH 2
=cos A ·bc -AH 2
, ② 而
ABH AH ∠sin =2R ?AH 2=4R 2cos 2
A ,
A
a sin =2R ?a 2=4R 2sin 2
A . ∥
=
∥=
.O
A A A A 1
2
34
H H 12H H H
M A
B B
A A
B
C C
C F
1
2111
222
D E
∴AH 2+a 2=4R 2,AH 2=4R 2-a 2
. ③ 由①、②、③有
A 2
1A =r 2+
bc
a c
b 2222-+·b
c -(4R 2-a 2
)
=
2
1(a 2+b 2+c 2)-4R 2+r 2
. 同理,2
1BB =21(a 2+b 2+c 2)-4R 2+r 2,
21CC =2
1
(a 2+b 2+c 2)-4R 2+r 2.
故有AA 1=BB 1=CC 1.
四、内心
三角形内切圆的圆心,简称为内心.对于内心,要掌握张角公式,还要记住下面一个极为有用的等量关系:
设I 为△ABC 的内心,射线AI 交△ABC 外接圆于A ′,则有A ′I =A ′B =A ′C .换言之,点A ′必是△IBC 之外心(内心的等量关系之逆同样有用).
例7.ABCD 为圆内接凸四边形,取
△DAB ,△ABC ,△BCD , △CDA 的内心O 1, O 2,O 3, O 4.求证:O 1O 2O 3O 4为矩形.
(1986,中国数学奥林匹克集训题)
证明见《中等数学》1992;4
例8.已知⊙O 内接△ABC ,⊙Q 切AB ,AC 于E ,F 且与⊙O 内切.试证:EF 中点P 是△ABC
之内心.
(B ·波拉索洛夫《中学数学奥林匹克》)
分析:在第20届IMO 中,美国提供的一道题实际上是例8的一种特例,但它增加了条件AB =AC .
当AB ≠AC ,怎样证明呢? 如图,显然EF 中点P 、圆心Q ,BC 中点K 都在∠BAC 平分线上.易知AQ =α
sin r . ∵QK ·AQ =MQ ·QN ,
∴QK =AQ
QN
MQ ?
=α
sin /)2(r r
r R ?-=)2(sin r R -?α.
由Rt △EPQ 知PQ =r ?αsin .
∴PK =PQ +QK =r ?αsin +)2(sin r R -?α=R 2sin ?α. ∴PK =BK .α
利用内心等量关系之逆定理,即知P 是△ABC 这内心. 五、旁心
三角形的一条内角平分线与另两个内角的外角平分线相交于
A B C D O O O 2
34O 1A
ααM
B
C N
E R O
Q
F
r P
一点,是旁切圆的圆心,称为旁心.旁心常常与内心联系在一起, 旁心还与三角形的半周长关系密切.
例9.在直角三角形中,求证:r +r a +r b +r c =2p .
式中r ,r a ,r b ,r c 分别表示内切圆半径及与a ,b ,c 相切的旁切圆半径,p 表示半周. (杭州大学《中学数学竞赛习题》)
分析:设Rt △ABC 中,c 为斜边,先来证明一个特性:
p (p -c )=(p -a )(p -b ).
∵p (p -c )=
21(a +b +c )·21
(a +b -c ) =41[(a +b )2-c 2
]
=21
ab ;
(p -a )(p -b )=21(-a +b +c )·21
(a -b +c )
=41[c 2-(a -b )2
]=2
1ab .
∴p (p -c )=(p -a )(p -b ). ① 观察图形,可得 r a =AF -AC =p -b , r b =BG -BC =p -a , r c =CK =p . 而r =
2
1
(a +b -c ) =p -c . ∴r +r a +r b +r c
=(p -c )+(p -b )+(p -a )+p =4p -(a +b +c )=2p . 由①及图形易证.
例10.M 是△ABC 边AB 上的任意一点.r 1,r 2,r 分别是△AMC ,△BMC ,△ABC 内切圆的半径,
q 1,q 2,q 分别是上述三角形在∠ACB 内部的旁切圆半径.证明:
11q r ·22q r =q
r . (IMO -12)
分析:对任意△A ′B ′C ′,由正弦定理可知
OD =OA ′·2'sin
A =A ′
B ′·'
''sin 2'
sin
B O A B ∠·2'sin A =A ′B ′·
2
''sin
2'sin
2'sin B A B A +?, K
r r r r O O O 2
1
3
A
O
E C
B
a
b
c
A ...
'B '
C '
O
O '
E
D
O ′E = A ′B ′·
2
''sin
2'cos 2'cos
B A B A +. ∴
2
'
2''B tg A tg E O OD =. 亦即有
11q r ·22q r =2
222B
tg CNB tg CMA tg
A tg ∠∠ =22
B tg A tg
=q
r
. 六、众心共圆
这有两种情况:(1)同一点却是不同三角形的不同的心;(2)同一图形出现了同一三角形的几个心.
例11.设在圆内接凸六边形ABCDFE 中,AB =BC ,CD =DE ,EF =FA .试证:(1)AD ,BE ,CF 三条
对角线交于一点;
(2)AB +BC +CD +DE +EF +FA ≥AK +BE +CF . (1991,国家教委数学试验班招生试题)
分析:连接AC ,CE ,EA ,由已知可证AD ,CF ,EB 是△ACE 的三条内角平分线,I 为△ACE
的内心.从而有ID =CD =DE , IF =EF =FA , IB =AB =BC .
再由△BDF ,易证BP ,DQ ,FS 是它的三条高,I 是它的垂心,利用 不等式有:
BI +DI +FI ≥2·(IP +IQ +IS ).
不难证明IE =2IP ,IA =2IQ ,IC =2IS .
∴BI +DI +FI ≥IA +IE +IC . ∴AB +BC +CD +DE +EF +FA
=2(BI +DI +FI ) ≥(IA +IE +IC )+(BI +DI +FI )
=AD +BE +CF .
I 就是一点两心.
例12.△ABC 的外心为O ,AB =AC ,D 是AB 中点,E 是△ACD 的重心.证明OE 丄CD . (加拿大数学奥林匹克训练题)
分析:设AM 为高亦为中线,取AC 中点
F ,E 必在DF 上且DE :EF =2:1.设
CD 交AM 于G ,G 必为△ABC 重心. 连GE ,MF ,MF 交DC 于K .易证: DG :GK =31DC :(3
1
21-)DC =2:1.
∴DG :GK =DE :EF ?GE ∥MF .
∵OD 丄AB ,MF ∥AB ,
Erdos ..I P A
B C
D E F
Q S
A B C
D E F O
K
G
∴OD 丄MF ?OD 丄GE .但OG 丄DE ?G 又是△ODE 之垂心. 易证OE 丄CD . 例13.△ABC 中∠C =30°,O 是外心,I 是内心,边AC 上的D 点与边BC 上的E 点使得AD =BE =AB .
求证:OI 丄DE ,OI =DE .
(1988,中国数学奥林匹克集训题)
分析:辅助线如图所示,作∠DAO 平分线交BC 于K . 易证△AID ≌△AIB ≌△EIB ,
∠AID =∠AIB =∠EIB . 利用内心张角公式,有
∠AIB =90°+2
1
∠C =105°,
∴∠DIE =360°-105°×3=45°.
∵∠AKB =30°+
21
∠DAO =30°+21
(∠BAC -∠BAO )
=30°+21
(∠BAC -60°)
=2
1
∠BAC =∠BAI =∠BEI .
∴AK ∥IE .
由等腰△AOD 可知DO 丄AK ,
∴DO 丄IE ,即DF 是△DIE 的一条高. 同理EO 是△DIE 之垂心,OI 丄DE . 由∠DIE =∠IDO ,易知OI =DE .
例14.锐角△ABC 中,O ,G ,H 分别是外心、重心、垂心.设外心到三边距离和为d 外,重心
到三边距
离和为d 重,垂心到三边距离和为d 垂.
求证:1·d 垂+2·d 外=3·d 重. 分析:这里用三角法.设△ABC 外接圆
半径为1,三个内角记为A ,B , C . 易知d 外=OO 1+OO 2+OO 3 =cos A +co sB +cos C ,
∴2d 外=2(cos A +cos B +cos C ). ① ∵AH 1=sin B ·AB =sin B ·(2sin C )=2sin B ·sin C , 同样可得BH 2·CH 3.
∴3d 重=△ABC 三条高的和
=2·(sin B ·sin C +sin C ·sin A +sin A ·sin B ) ② ∴
BCH
BH
∠sin =2,
∴HH 1=cos C ·BH =2·cos B ·cos C . 同样可得HH 2,HH 3. ∴d 垂=HH 1+HH 2+HH 3
=2(cos B ·cos C +cos C ·cos A +cos A ·cos B ) ③
O A B
C D
E
F
I K
30°B C O I
A O G H O G H G
O G H 12
3
11
2
23
3
欲证结论,观察①、②、③,
须证(cos B ·cos C +cos C ·cos A +cos A ·cos B )+( cos A + cos B +
cos C )=sin B ·sin C +sin C ·sin A +sin A ·sin B .即可.
练 习 题
1.I 为△ABC 之内心,射线AI ,BI ,CI 交△ABC 外接圆于A ′, B ′,C ′.则AA ′+BB ′+CC ′>△ABC 周长.(1982,澳大利 亚数学奥林匹克)
2.△T ′的三边分别等于△T 的三条中线,且两个三角形有一组角相等.求证这两个三角形相似.(1989,捷克数学奥林匹克)
3.I 为△ABC 的内心.取△IBC ,△ICA ,△IAB 的外心O 1,O 2,O 3.求证:△O 1O 2O 3与△ABC 有公共的外心.(1988,美国数学奥林匹克)
4.AD 为△ABC 内角平分线.取△ABC ,△ABD ,△ADC 的外心O ,O 1,O 2.则△OO 1O 2是等腰三角形.
5.△ABC 中∠C <90°,从AB 上M 点作CA ,CB 的垂线MP ,MQ .H 是△CPQ 的垂心.当M 是AB 上动点时,求H 的轨迹.(IMO -7)
6.△ABC 的边BC =
2
1
(AB +AC ),取AB ,AC 中点M ,N ,G 为重心,I 为内心.试证:过A ,M ,N 三点的圆与直线GI 相切.(第27届莫斯科数学奥林匹克)
7.锐角△ABC 的垂心关于三边的对称点分别是H 1,H 2,H 3.已知:H 1,H 2,H 3,求作△ABC .(第7届莫斯科数学奥林匹克)
8.已知△ABC 的三个旁心为I 1,I 2,I 3.求证:△I 1I 2I 3是锐角三角形.
9.AB ,AC 切⊙O 于B ,C ,过OA 与BC 的交点M 任作⊙O 的弦EF .求证:(1)△AEF 与△ABC 有公共的内心;(2)△AEF 与△ABC 有一个旁心重合.
全等三角形证明经典题(含答案)
全等三角形证明经典题(含答案) 1. 已知:AB=4,AC=2,D 是BC 中点,111749AD 是整数,求AD 解:延长AD 到E,使AD=DE ∵D 是BC 中点∴BD=DC 在△ACD 和△BDE 中 AD=DE ∠BDE=∠ADCBD=DC ∴△ACD ≌△BDE ∴AC=BE=2∵在△ABE 中AB-BE <AE <AB+BE ∵AB=4即 4-2<2AD <4+21<AD <3∴AD=2 2. 已知:D 是AB 中点,∠ACB=90°,求证:12 CD AB 延长CD 与P ,使D 为CP 中点。连接AP,BP ∵DP=DC,DA=DB ∴ACBP 为平行四边形又∠ACB=90∴平行四边形ACBP 为矩形 ∴AB=CP=1/2AB 3. 已知:BC=DE ,∠B=∠E ,∠C=∠D ,F 是CD 中点,求证:∠1=∠2 4. 5. 证明:连接BF 和EF ∵BC=ED,CF=DF,∠BCF=∠EDF ∴三角形BCF 全等于三角形EDF(边角边)∴BF=EF,∠CBF=∠DEF 连接BE 在三 角形BEF 中,BF=EF ∴∠EBF=∠BEF 。 ∵∠ABC=∠AED 。∴∠ABE=∠AEB 。∴AB=AE 。在三角形ABF 和三角形AEF 中 AB=AE,BF=EF,∠ABF=∠ABE+∠EBF=∠AEB+∠BEF=∠AEF ∴三角形ABF 和三角形AEF 全等。∴∠BAF=∠ EAF(∠1=∠2)。 6. 已知:∠1=∠2,CD=DE ,EF//AB ,求证:EF=AC A D B C
过C 作CG ∥EF 交AD 的延长线于点GCG ∥EF ,可得,∠EFD =CGD DE =DC ∠FDE =∠GDC (对顶角)∴△EFD ≌△CGD EF =CG ∠CGD =∠EFD 又EF ∥AB ∴∠EFD =∠1∠1=∠2 ∴∠CGD =∠2∴△AGC 为等腰三角形,AC =CG 又EF =CG ∴EF =AC 7. 已知:AD 平分∠BAC ,AC=AB+BD ,求证:∠B=2∠ C 证明:延长AB 取点E ,使AE =AC ,连接DE ∵AD 平分∠BAC ∴∠EAD =∠CAD ∵AE =AC ,AD =AD ∴△AED ≌△ACD (SAS ) ∴∠E =∠C ∵AC =AB+BD ∴AE =AB+BD ∵AE =AB+BE ∴BD =BE ∴∠BDE =∠E ∵∠ABC =∠E+∠BDE ∴∠ABC =2∠E ∴∠ABC =2∠C 8. 已知:AC 平分∠BAD ,CE ⊥AB ,∠B+∠D=180°,求证:AE=AD+BE 证明: 在AE 上取F ,使EF =EB ,连接CF ∵CE ⊥AB ∴∠CEB =∠CEF =90° ∵EB =EF ,CE =CE ,∴△CEB ≌△CEF ∴∠B =∠CFE ∵∠B +∠D =180°,∠CFE +∠CFA =180° ∴∠D =∠CFA ∵AC 平分∠BAD ∴∠DAC =∠FAC ∵AC =AC ∴△ADC ≌△AFC (SAS ) ∴AD =AF ∴AE =AF +FE =AD +BE 9. 如图,四边形ABCD 中,AB ∥DC ,BE 、CE 分别平分∠ABC 、∠BCD ,且点E 在AD 上。求证:BC=AB+DC 。 在BC 上截取BF=AB ,连接EF ∵BE 平分∠ABC ∴∠ABE=∠FBE 又∵BE=BE ∴⊿ABE ≌⊿FBE (SAS ) ∴∠A=∠BFE ∵AB//CD ∴∠A+∠D=180o ∵∠BFE+∠CFE=180o ∴∠D=∠CFE 又∵∠DCE=∠FCECE 平分∠BCDCE=CE ∴⊿DCE ≌⊿FCE (AAS )∴CD=CF ∴BC=BF+CF=AB+CD 10. 已知:AB//ED ,∠EAB=∠BDE ,AF=CD ,EF=BC ,求证:∠F=∠C AB ‖ED ,得:∠EAB+∠AED=∠BDE+∠ABD=180度, ∵∠EAB=∠BDE , B A C D F 2 1 E D C B A F E A
初中几何三角形五心及定理性质讲解学习
初中几何三角形五心定律及性质 三角形的重心,外心,垂心,内心和旁心称之为三角形的五心。 三角形五心定理是指三角形重心定理,外心定理,垂心定理,内心定理,旁心定理的总称 重心定理 三角形的三条边的中线交于一点。该点叫做三角形的重心。三中线交于一点可用燕尾定理证明,十分简单。(重心原是一个物理概念,对于等厚度的质量均匀的三角形薄片,其重心恰为此三角形三条中线的交点,重心因而得名)重心的性质: 1、重心到顶点的距离与重心到对边中点的距离之比为2︰1。 2、重心和三角形任意两个顶点组成的3个三角形面积相等。即重心到三条边的距离与三条边的长成反比。 3、重心到三角形3个顶点距离的平方和最小。 4、在平面直角坐标系中,重心的坐标是顶点坐标的算术平均数,即其重心坐标为((X1+X2+X3)/3,(Y1+Y2+Y3)/3)。 5. 以重心为起点,以三角形三顶点为终点的三条向量之和等于零向量。 外心定理
三角形外接圆的圆心,叫做三角形的外心。 外心的性质: 1、三角形的三条边的垂直平分线交于一点,该点即为该三角形的外心。 2、若O是△ABC的外心,则∠BOC=2∠A(∠A为锐角或直角)或 ∠BOC=360°-2∠A(∠A为钝角)。 3、当三角形为锐角三角形时,外心在三角形内部;当三角形为钝角三角形时,外心在三角形外部;当三角形为直角三角形时,外心在斜边上,与斜边的中点重合。 5、外心到三顶点的距离相等 垂心定理 图1 图2 三角形的三条高(所在直线)交于一点,该点叫做三角形的垂心。
垂心的性质: 1、三角形三个顶点,三个垂足,垂心这7个点可以得到6个四点圆。 2、三角形外心O、重心G和垂心H三点共线,且OG︰GH=1︰2。(此直线称为三角形的欧拉线(Euler line)) 3、垂心到三角形一顶点距离为此三角形外心到此顶点对边距离的2倍。 4、垂心分每条高线的两部分乘积相等。 推论: 1. 若D 、E 、F 分别是△ABC 三边的高的垂足,则∠1 = ∠2 。(图1) 2. 三角形的垂心是其垂足三角形的内心。(图1) 3. 若D 、E 、F 分别是△ABC 三边的高的垂足,则∠1 = ∠2 。(图2) 定理证明 已知:ΔABC中,AD、BE是两条高,AD、BE相交于点O,连接CO并延长交AB于点F ,求证:CF⊥AB 证明: 连接DE ∵∠ADB=∠AEB=90度 ∴A、B、D、E四点共圆 ∴∠ADE=∠ABE
解三角形经典练习试题集锦(附答案)
解三角形 一、选择题 1.在△ABC 中,若0 30,6,90===B a C ,则b c -等于( ) A .1 B .1- C .32 D .32- 2.若A 为△ABC 的内角,则下列函数中一定取正值的是( ) A .A sin B .A cos C .A tan D . A tan 1 3.在△ABC 中,角,A B 均为锐角,且,sin cos B A >则△ABC 的形状是( ) A .直角三角形 B .锐角三角形 C .钝角三角形 D .等腰三角形 4.等腰三角形一腰上的高是3,这条高与底边的夹角为0 60,则 底边长为( ) A .2 B . 2 3 C .3 D .32 5.在△ABC 中,若B a b sin 2=,则A 等于( ) A .0 60 30或 B .0 060 45或 C .0 060120或 D .0 15030或 6.边长为5,7,8的三角形的最大角与最小角的和是( ) A .0 90 B .0 120 C .0 135 D .0 150 二、填空题 1.在Rt △ABC 中,0 90C =,则B A sin sin 的最大值是 _______________。 2.在△ABC 中,若=++=A c bc b a 则,2 2 2 _________。 3.在△ABC 中,若====a C B b 则,135,30,20 _________。 4.在△ABC 中,若sin A ∶sin B ∶sin C =7∶8∶13,则 C =_____________。 5.在△ABC 中,,26-=AB 030C =,则AC BC +的最大值 是________。 三、解答题 1.在△ABC 中,若,cos cos cos C c B b A a =+则△ABC 的形状是什么? 2.在△ABC 中,求证: )cos cos (a A b B c a b b a -=- 3.在锐角△ABC 中,求证: C B A C B A cos cos cos sin sin sin ++>++。
三角形五心及其性质
三角形的三条高的交点叫做三角形的垂心。 三角形垂心的性质 设△ABC的三条高为AD、BE、CF,其中D、E、F为垂足,垂心为H,角A、B、 C的对边分别为a、b、c,p=(a+b+c)/2. 1、锐角三角形的垂心在三角形内;直角三角形的垂心在直角顶点上;钝角三角形的 垂心在三角形外. 2、三角形的垂心是它垂足三角形的内心;或者说,三角形的内心是它旁心三角形的 垂心; 3、垂心H关于三边的对称点,均在△ABC的外接圆上。 4、△ABC中,有六组四点共圆,有三组(每组四个)相似的直角三角形,且AH?HD=BH?HE=CH?HF。 5、 H、A、B、C四点中任一点是其余三点为顶点的三角形的垂心(并称这样的四点为一—垂心组)。 6、△ABC,△ABH,△BCH,△ACH的外接圆是等圆。 7、在非直角三角形中,过H的直线交AB、AC所在直线分别于P、Q,则 AB/AP?tanB+AC/AQ?tanC=tanA+tanB+tanC。 8、三角形任一顶点到垂心的距离,等于外心到对边的距离的2倍。
9、设O,H分别为△ABC的外心和垂心,则∠BAO=∠HAC,∠ABH=∠OBC,∠BCO=∠HCA。 10、锐角三角形的垂心到三顶点的距离之和等于其内切圆与外接圆半径之和的2倍。 11、锐角三角形的垂心是垂足三角形的内心;锐角三角形的内接三角形(顶点在原三角形的边上)中,以垂足三角形的周长最短。 12、西姆松定理(西姆松线):从一点向三角形的三边所引垂线的垂足共线的充要条件是该点落在三角形的外接圆上。 13、设锐角△ABC内有一点T,那么T是垂心的充分必要条件是PB*PC*BC+PB*PA*AB+PA*PC*AC=AB*BC*CA。 垂心的向径 定义 设点H为锐角三角形ABC的垂心,向量OH=h,向量OA=a,向量OB=b,向量OC=c, 则h=(tanA a +tanB b +tanC c)/(tanA+tanB+tanC). 垂心坐标的解析解: 设三个顶点的坐标分别为(a1,b1)(a2,b2)(a3,b3),那么垂心坐标x=Δx/2/Δ,y=-Δy/2/Δ。 其中, Δ=det([x2-x1,x3-x2,y2-y1,y3-y2]); Δx=det([(x1+x2)*(x2-x1)+(y1+y2)*(y2-y1),y2-y1;(x2+x3)*(x3-x2)+(y2+y3)*(y3-y2),y3-y2]);
全等三角形经典题型50题带答案
全等三角形证明经典50题(含答案) 1. 已知:AB=4,AC=2,D 是BC 中点,AD 是整数,求AD 延长AD 到E,使DE=AD, 则三角形ADC 全等于三角形EBD 即BE=AC=2 在三角形ABE 中,AB-BE 4. 已知:∠1=∠2,CD=DE ,EF//AB ,求证:EF=AC 证明:过E 点,作EG//AC ,交AD 延长线于G 则∠DEG=∠DCA,∠DGE=∠2又∵CD=DE∴⊿ADC≌⊿GDE (AAS )∴EG=AC∵EF//AB∴∠DFE=∠1∵∠1=∠2∴∠DFE=∠DGE∴EF=E G ∴EF=AC 5. 已知:AD 平分∠BAC ,AC=AB+BD ,求证:∠B=2∠C 证明:在AC 上截取AE=AB ,连接ED ∵AD 平分∠BAC∴∠EAD=∠BAD 又∵AE=AB ,AD=AD ∴⊿AED≌⊿ABD (SAS )∴∠AED=∠B ,DE=DB ∵AC=AB+BD AC=AE+CE ∴CE=DE∴∠C=∠EDC∵∠AED=∠C+∠EDC=2∠C∴∠B=2∠C 6. 已知:AC 平分∠BAD ,CE ⊥AB , ∠B+∠D=180°,求证:AE=AD+BE 证明: 在AE 上取F ,使EF =EB ,连接CF 因为CE⊥AB 所以∠CEB=∠CEF=90° 因为EB =EF ,CE =CE , 所以△CEB≌△CEF 所以∠B =∠CFE 因为∠B +∠D =180°,∠CFE+∠CFA=180° 所以∠D=∠CFA 因为AC 平分∠BAD 所以∠DAC=∠FAC 又因为AC =AC 所以△ADC≌△AFC(SAS ) 所以AD =AF 所以AE =AF +FE =AD +BE 12. 如图,四边形ABCD 中,AB ∥DC ,BE 、CE 分别平分∠ABC 、∠BCD ,且点E 在AD 上。求证:BC=AB+DC 。 证明:在BC 上截取BF=BA,连接EF.∠ABE=∠FBE,BE=BE,则⊿ABE≌ΔFBE(SAS),∠EFB=∠A;AB 平行于CD, 则:∠A+∠D=180°;又∠EFB+∠EFC=180°,则∠EFC=∠D;又∠FCE=∠DCE,CE=CE,故⊿FCE≌ΔDCE(AAS),FC=CD.所以,BC=BF+FC=AB+CD. 13.已知:AB//ED ,∠EAB=∠BDE ,AF=CD ,EF=BC ,求证:∠F= C D B D E A B A C D F 2 1 E 垂心 三角形的三条高的交点叫做三角形的垂心。 锐角三角形垂心在三角形内部。 直角三角形垂心在三角形直角顶点。 钝角三角形垂心在三角形外部。 垂心是高线的交点 垂心是从三角形的各顶点向其对边所作的三条垂线的交点。 三角形三个顶点,三个垂足,垂心这7个点可以得到6个四点圆。 三角形上作三高,三高必于垂心交。 高线分割三角形,出现直角三对整, 直角三角有十二,构成六对相似形, 四点共圆图中有,细心分析可找清, 重心 重心是三角形三边中线的交点,三线交一可用燕尾定理证明,十分简单。证明过程又是塞瓦定理的特例。 重心的几条性质: 1、重心到顶点的距离与重心到对边中点的距离之比为2:1。 2、重心和三角形3个顶点组成的3个三角形面积相等。 3、重心到三角形3个顶点距离的平方和最小。 4、在平面直角坐标系中,重心的坐标是顶点坐标的算术平均,即其坐标为((X1+X2+X3)/3,(Y1+Y2+Y3)/3);空间直角坐标系——横坐标:(X1+X2+X3)/3 纵坐标:(Y1+Y2+Y3)/3 竖坐标:(z1+z2+z3)/3 5、三角形内到三边距离之积最大的点 内心 内心是三角形三条内角平分线的交点,即内切圆的圆心。 内心是三角形角平分线交点的原理:经圆外一点作圆的两条切线,这一点与圆心的连线平分两条切线的夹角(原理:角平分线上点到角两边距离相等)。 内心定理:三角形的三个内角的角平分线交于一点。该点叫做三角形的内心。 注意到内心到三边距离相等(为内切圆半径),内心定理其实极易证。 若三边分别为l1,l2,l3,周长为p,则内心的重心坐标为(l1/p,l2/p,l3/p)。 直角三角形的内心到边的距离等于两直角边的和减去斜边的差的二分之一。 双曲线上任一支上一点与两焦点组成的三角形的内心在实轴的射影为对应支的顶点。 希望对你有帮助!三角形五心定律 三角形的重心,外心,垂心,内心和旁心称之为三角形的五心。三角形五心定律指是三角形重心定律,外心定律,垂心定律,内心定律,旁心定律的总称。 一、三角形重心定律 三角形的三条边的中线交于一点。该点叫做作三角形的重心。三中线交于一点可用燕尾定理证明,十分简单。(重心原是一个物理概念,对于等厚度的质量均匀的三角形薄片,其重心恰为此三角形三条中线的交点,重心因而得名) 重心的性质: 1、重心到顶点的距离与重心到对边中点的距离之比为2∶1。 2、重心和三角形3个顶点组成的3个三角形面积相等。即重心到三条边的距离与三条边的 三角形的必备知识和典型例题及详解 一、知识必备: 1.直角三角形中各元素间的关系: 在△ABC 中,C =90°,AB =c ,AC =b ,BC =a 。 (1)三边之间的关系:a 2+b 2=c 2。(勾股定理) (2)锐角之间的关系:A +B =90°; (3)边角之间的关系:(锐角三角函数定义) sin A =cos B = c a ,cos A =sin B =c b ,tan A =b a 。 2.斜三角形中各元素间的关系: 在△ABC 中,A 、B 、C 为其内角,a 、b 、c 分别表示A 、B 、C 的对边。 (1)三角形内角和:A +B +C =π。 (2)正弦定理:在一个三角形中,各边和它所对角的正弦的比相等 R C c B b A a 2sin sin sin === (R 为外接圆半径) 公式的变形:______________________ ______________ _________________ (3)余弦定理:三角形任何一边的平方等于其他两边平方的和减去这两边与它们夹角的余弦的积的两倍 a 2= b 2+ c 2-2bc cos A ; b 2=c 2+a 2-2ca cos B ; c 2=a 2+b 2-2ab cos C 。 3.三角形的面积公式: (1)?S = 21ah a =21bh b =21 ch c (h a 、h b 、h c 分别表示a 、b 、c 上的高); (2)?S =21ab sin C =21bc sin A =2 1 ac sin B ; 4.解三角形:由三角形的六个元素(即三条边和三个内角)中的三个元素(其中至少有一个是边)求其他未知元素的问题叫做解三角形.广义地,这里所说的元素还可以包括三角形的高、中线、角平分线以及内切圆半径、外接圆半径、面积等等.主要类型: (1)两类正弦定理解三角形的问题: 第1、已知两角和任意一边,求其他的两边及一角. 第2、已知两角和其中一边的对角,求其他边角. (2)两类余弦定理解三角形的问题: 第1、已知三边求三角. 第2、已知两边和他们的夹角,求第三边和其他两角. 重心 1、重心到顶点的距离与重心到对边中点的距离之比为2:1。 2、重心和三角形3个顶点组成的3个三角形面积相等。 3、重心到三角形3个顶点距离平方的和最小。 证明方法: 设三角形三个顶点为(x 1,y 1 ),(x 2 ,y 2 ),(x 3 ,y 3 ) 平面上任意一点为(x,y)则该点到三顶点距离平 方和为: (x 1-x)2+(y 1 -y)2+(x 2 -x)2+(y 2 -y)2+(x 3 -x)2+(y 3 -y)2 =3x2-2x(x 1+x 2 +x 3 )+3y2-2y(y 1 +y 2 +y 3 )+x 1 2+x 2 2+x 3 2+y 1 2+y 2 2+y 3 2 =3[x-1/3*(x 1+x 2 +x 3 )]2+3[y-1/3*(y 1 +y 2 +y 3 )]2+x 1 2+x 2 2+x 3 2+y 1 2+y 2 2+y 3 2-1/3(x 1 +x 2 +x 3 )2-1/3(y 1 +y 2 +y 3 )2 显然当x=(x 1+x 2 +x 3 )/3,y=(y 1 +y 2 +y 3 )/3(重心坐标)时 上式取得最小值x 12+x 2 2+x 3 2+y 1 2+y 2 2+y 3 2-1/3(x 1 +x 2 +x 3 )2-1/3(y 1 +y 2 +y 3 )2 。 最终得出结论。 4、在平面直角坐标系中,重心的坐标是顶点坐标的算术平均数, 即其坐标为[(X1+X2+X3)/3,(Y1+Y2+Y3)/3]; 空间直角坐标系——横坐标:(X1+X2+X3)/3,纵坐标:(Y1+Y2+Y3)/3,纵坐标:(Z1+Z2+Z3)/3 5、三角形内到三边距离之积最大的点。 6、在△ABC中,若MA向量+MB向量+MC向量=0(向量),则M点为△ABC的重心,反之也成立。 7、设△ABC重心为G点,所在平面有一点O,则向量OG=1/3(向量OA+向量OB+ 向量OC) — 全等三角形证明经典50题(含答案) 1. 已知:AB=4,AC=2,D 是BC 中点,AD 是整数,求AD 延长AD 到E,使DE=AD, 则三角形ADC 全等于三角形EBD 即BE=AC=2 在三角形ABE 中,AB-BE 4. 已知:∠1=∠2,CD=DE ,EF//AB ,求证:EF=AC 证明:过E 点,作EG//AC ,交AD 延长线于G 则∠DEG=∠DCA ,∠DGE=∠2又∵CD=DE ∴⊿ADC ≌⊿GDE (AAS ) ∴EG=AC ∵EF//AB ∴∠DFE=∠1∵∠1=∠2∴∠DFE=∠DGE ∴EF=EG ∴EF=AC 5. 已知:AD 平分∠BAC ,AC=AB+BD ,求证:∠B=2∠C 证明:在AC 上截取AE=AB ,连接ED ∵AD 平分∠BAC ∴∠EAD=∠BAD 又∵AE=AB , AD=AD ∴⊿AED ≌⊿ABD (SAS )∴∠AED=∠B ,DE=DB ∵AC=AB+BD AC=AE+CE ∴CE=DE ∴∠C=∠EDC ∵∠AED=∠C+∠EDC=2∠C ∴∠B=2∠C 6. 已知:AC 平分∠BAD ,CE ⊥AB ,∠B+∠D=180°, 求证:AE=AD+BE 证明: 在AE 上取F ,使EF =EB ,连接CF 因为CE ⊥AB 所以∠CEB =∠CEF =90° 因为EB =EF , CE =CE , 所以△CEB ≌△CEF 所以∠B =∠CFE 因为∠B +∠D =180°,∠CFE +∠CFA =180° 所以∠D =∠CFA 因为AC 平分∠BAD 所以∠DAC =∠FAC 又因为AC =AC 所以△ADC ≌△AFC (SAS ) 所以AD =AF 所以AE =AF +FE =AD +BE 12. 如图,四边形ABCD 中,AB ∥DC ,BE 、CE 分别平分∠ABC 、∠BCD ,且点E 在AD 上。求证:BC=AB+DC 。 证明:在BC 上截取BF=BA,连接EF.∠ABE=∠FBE,BE=BE,则 ⊿ABE ≌ΔFBE(SAS),∠EFB=∠A;AB 平行于CD,则:∠A+∠D=180°;又∠EFB+∠EFC=180°,则∠EFC=∠D;又∠FCE=∠DCE,CE=CE,故⊿FCE ≌ΔDCE(AAS),FC=CD.所以,BC=BF+FC=AB+CD. 13.已知:AB//ED ,∠EAB=∠BDE ,AF=CD ,EF=BC ,求证:∠F=∠C AB//ED,AE//BD 推出AE=BD, C D B D C B A F E A B A C D F 2 1 E 1. 解:cos cos cos ,sin cos sin cos sin cos a A b B c C A A B B C C +=+= sin 2sin 2sin 2,2sin()cos()2sin cos A B C A B A B C C +=+-= cos()cos(),2cos cos 0A B A B A B -=-+= cos 0A =或cos 0B =,得2A π=或2B π= 所以△ABC 是直角三角形。 2. 证明:将ac b c a B 2cos 222-+=,bc a c b A 2cos 2 22-+=代入右边 得右边22222222 22()222a c b b c a a b c abc abc ab +-+--=-= 22a b a b ab b a -==-=左边, ∴)cos cos (a A b B c a b b a -=- 3.证明:∵△AB C 是锐角三角形,∴,2A B π+>即022A B ππ>>-> ∴sin sin()2 A B π >-,即sin cos A B >;同理sin cos B C >;sin cos C A > ∴C B A C B A cos cos cos sin sin sin ++>++ 4.解:∵2,a c b +=∴sin sin 2sin A C B +=,即2sin cos 4sin cos 2222 A C A C B B +-=, ∴1sin cos 222B A C -==0,22 B π<<∴cos 2B = ∴sin 2sin cos 22244B B B ==?=839 5解:22222222sin()sin cos sin ,sin()cos sin sin a b A B a A B A a b A B b A B B ++===-- cos sin ,sin 2sin 2,222cos sin B A A B A B A B A B π===+=或2 ∴等腰或直角三角形 6解:2sin sin 2sin sin )sin ,R A A R C C b B ?-?=- 222sin sin )sin ,,a A c C b B a c b -=--=- 有关三角形五心的经典试题 三角形的外心、重心、垂心、内心及旁心,统称为三角形的五心. 一、外心. 三角形外接圆的圆心,简称外心.与外心关系密切的有圆心角定理和圆周角定理. 例1.过等腰△ABC 底边BC 上一点P 引PM ∥CA 交AB 于M ;引PN ∥BA 交AC 于N .作点P 关于 MN 的对称点P ′.试证:P ′点在△ABC 外接圆上. (杭州大学《中学数学竞赛习题》) 分析:由已知可得MP ′=MP =MB ,NP ′=NP =NC ,故点M 是△P ′BP 的外心,点 N 是△P ′PC 的外心.有 ∠BP ′P =21∠BMP =21∠BAC , ∠PP ′C =21∠PNC =2 1 ∠BAC . ∴∠BP ′C =∠BP ′P +∠P ′PC =∠BAC . 从而,P ′点与A ,B ,C 共圆、即P ′在△ABC 外接圆上. 由于P ′P 平分∠BP ′C ,显然还有 P ′B :P ′C =BP :PC . 例2.在△ABC 的边AB ,BC ,CA 上分别取点P ,Q ,S .证明以△APS ,△BQP ,△CSQ 的外心为 顶点的三角形与△ABC 相似. (B ·波拉索洛夫《中学数学奥林匹克》) 分析:设O 1,O 2,O 3是△APS ,△BQP , △CSQ 的外心,作出六边形 O 1PO 2QO 3S 后再由外 心性质可知 ∠PO 1S =2∠A , ∠QO 2P =2∠B , ∠SO 3Q =2∠C . ∴∠PO 1S +∠QO 2P +∠SO 3Q =360°.从而又知∠O 1PO 2+ ∠O 2QO 3+∠O 3SO 1=360° 将△O 2QO 3绕着O 3点旋转到△KSO 3,易判断△KSO 1≌△O 2PO 1,同时可得△O 1O 2O 3≌△O 1KO 3. ∴∠O 2O 1O 3=∠KO 1O 3=2 1 ∠O 2O 1K = 21 (∠O 2O 1S +∠SO 1K ) =21 (∠O 2O 1S +∠PO 1O 2) =2 1 ∠PO 1S =∠A ; 同理有∠O 1O 2O 3=∠B .故△O 1O 2O 3∽△ABC . 二、重心 三角形三条中线的交点,叫做三角形的重心.掌握重心将每 A B C P P M N 'A B C Q K P O O O ....S 123 第十二章 全等三角形 第Ⅰ卷(选择题 共30 分) 一、选择题(每小题3分,共30分) 1.下列说法正确的是( ) A.形状相同的两个三角形全等 B.面积相等的两个三角形全等 C.完全重合的两个三角形全等 D.所有的等边三角形全等 2. 如图所示,a,b,c 分别表示△ABC 的三边长,则下面与△ABC 一定全等的三角形是( ) 3.如图所示,已知△ABE ≌△ACD ,∠1=∠2,∠B=∠C , 下列不正确的等式是( ) A.AB=AC B.∠BAE=∠CAD C.BE=DC D.AD=DE 4. 在△ABC 和△A /B /C /中,AB=A /B /,∠B=∠B /,补充条件后 仍不一定能保证△ABC ≌△A /B /C /,则补充的这个条件是 ( ) A .BC= B / C / B .∠A=∠A / C .AC=A /C / D .∠C=∠C / 5.如图所示,点B 、C 、E 在同一条直线上,△ABC 与△CDE 都是等边三角形,则下列结论不一定成立的是( ) A.△ACE ≌△BCD B.△BGC ≌△AFC C.△DCG ≌△ECF D.△ADB ≌△CEA 6. 要测量河两岸相对的两点A,B 的距离,先在AB 的垂 线BF 上取两点C,D ,使CD=BC ,再作出BF 的垂线DE , 使A,C,E 在一条直线上(如图所示),可以说明 △EDC ≌△ABC ,得ED=AB ,因此测得ED 的长就是AB 的长,判定△EDC ≌△ABC 最恰当的理由是( ) A.边角边 B.角边角 C.边边边 D.边边角 7.已知:如图所示,AC=CD ,∠B=∠E=90°,AC ⊥CD ,则不 正确的结论是( ) A .∠A 与∠D 互为余角 B .∠A=∠2 C .△ABC ≌△CE D D .∠1=∠2 8. 在△ABC 和△FED 中,已知∠C=∠D ,∠B=∠E ,要判定 这两个三角形全等,还需要条件( ) 第3题图 第5题图 第7题图 第2题图 第6题图 A B C D 一、知识梳理 1.内角和定理:在ABC ?中,A B C ++=π;sin()A B +=sin C ;cos()A B +=cos C - 面积公式: 111 sin sin sin 222ABC S ab C bc A ac B ?= == 在三角形中大边对大角,反之亦然. 2.正弦定理:在一个三角形中,各边和它的所对角的正弦的比相等. 形式一:R C c B b A a 2sin sin sin === (解三角形的重要工具) 形式二: ?? ? ??===C R c B R b A R a sin 2sin 2sin 2 (边角转化的重要工具) 形式三:::sin :sin :sin a b c A B C = 形式四: sin ,sin ,sin 222a b c A B C R R R = == 3.余弦定理:三角形任何一边的平方等于其他两边的平方的和减去这两边与它们夹角的余弦的积的两倍.. 形式一:2 2 2 2cos a b c bc A =+- 2 2 2 2cos b c a ca B =+- 222 2cos c a b ab C =+-(解三角形的重要工具) 形式二: 222cos 2b c a A bc +-= 222cos 2a c b B ac +-= 222 cos 2a b c C ab +-= 二、方法归纳 (1)已知两角A 、B 与一边a ,由A +B +C =π及sin sin sin a b c A B C == ,可求出角C ,再求b 、c . (2)已知两边b 、c 与其夹角A ,由a 2=b 2+c 2 -2b c cosA ,求出a ,再由余弦定理,求出角B 、C . (3)已知三边a 、b 、c ,由余弦定理可求出角A 、B 、C . (4)已知两边a 、b 及其中一边的对角A ,由正弦定理sin sin a b A B = ,求出另一边b 的对角B ,由C =π-(A +B ),求出c ,再由sin sin a c A C =求出C ,而通过sin sin a b A B = 求B 时,可能出一解,两解或无解的情况 a = b sinA 有一解 b >a >b sinA 有两解 a ≥b 有一解 a >b 有一解 三、课堂精讲例题 问题一:利用正弦定理解三角形 全等三角形经典题型题带答案 ————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期: 全等三角形证明经典50题(含答案) 1. 已知:AB=4,AC=2,D 是BC 中点,AD 是整数,求AD 延长AD 到E,使DE=AD, 则三角形ADC 全等于三角形EBD 即BE=AC=2 在三角形ABE 中,AB-BE 4. 已知:∠1=∠2,CD=DE ,EF//AB ,求证:EF=AC 证明:过E 点,作EG//AC ,交AD 延长线于G 则∠DEG=∠DCA ,∠DGE=∠2又∵CD=DE ∴⊿ADC ≌⊿GDE (AAS )∴EG=AC ∵EF//AB ∴∠DFE=∠1∵∠1=∠2∴∠DFE=∠DGE ∴EF=EG ∴EF=AC 5. 已知:AD 平分∠BAC ,AC=AB+BD ,求证:∠B=2∠C 证明:在AC 上截取AE=AB ,连接ED ∵AD 平分∠BAC ∴∠EAD=∠BAD 又∵AE=AB ,AD=AD ∴⊿AED ≌⊿ABD (SAS )∴∠AED=∠B ,DE=DB ∵AC=AB+BD AC=AE+CE ∴CE=DE ∴∠C=∠EDC ∵∠AED=∠C+∠EDC=2∠C ∴∠B=2∠C 6. 已知:AC 平分∠BAD ,CE ⊥ AB ,∠B+∠D=180°,求证:AE=AD+BE 证明: 在AE 上取F ,使EF =EB ,连接CF 因为CE ⊥AB 所以∠CEB =∠CEF =90° 因为EB =EF ,CE =CE , 所以△CEB ≌△CEF 所以∠B =∠CFE 因为∠B +∠D =180°,∠CFE +∠CFA =180° 所以∠D =∠CFA 因为AC 平分∠BAD 所以∠DAC =∠FAC 又因为AC =AC 所以△ADC ≌△AFC (SAS ) 所以AD =AF 所以AE =AF +FE =AD +BE 12. 如图,四边形ABCD 中,AB ∥DC ,BE 、CE 分别平分∠ABC 、∠BCD ,且点E 在AD 上。求证:BC=AB+DC 。 证明:在BC 上截取BF=BA,连接EF.∠ABE=∠FBE,BE=BE,则⊿ABE ≌ΔFBE(SAS),∠EFB=∠A;AB 平行于CD,则:∠A+∠D=180°;又∠EFB+∠EFC=180°,则∠EFC=∠D;又∠FCE=∠DCE,CE=CE,故⊿FCE ≌ΔDCE(AAS),FC=CD.所以,BC=BF+FC=AB+CD. C D B A B A C D F 2 1 E 初中几何三角形五心定律及性质三角形的重心,外心,垂心,内心和旁心称之为三角形的五心。三角形五心定理是指三角形重心定理,外心定理,垂心定理,内心定理,旁心定理的总称 重心定理 三角形的三条边的中线交于一点。该点叫做三角形的重心。三中线交于一点可用燕尾定理证明,十分简单。(重心原是一个物理概念,对于等厚度的质量均匀的三角形薄片,其重心恰为此三角形三条中线的交点,重心因而得名) 重心的性质: 1、重心到顶点的距离与重心到对边中点的距离之比为2︰1。 2、重心和三角形任意两个顶点组成的3个三角形面积相等。即重心到三条边的距离与三条边的长成反比。 3、重心到三角形3个顶点距离的平方和最小。 4、在平面直角坐标系中,重心的坐标是顶点坐标的算术平均数,即其重心坐标为((X1+X2+X3)/3,(Y1+Y2+Y3)/3)。 5. 以重心为起点,以三角形三顶点为终点的三条向量之和等于零向量。 外心定理 页6 共页1 第 三角形外接圆的圆心,叫做三角形的外心。外心的性质:、三角形的三条边的垂直平分线交于一点,该点即为该三角形的外心。1为锐角或直角)或A是△ABC的外心,则∠BOC=2∠(∠A2、若O ∠为钝角)。A(∠A∠BOC=360°-2当三角形为钝角三角形时,外心在三角形内部;、当三角形为锐角三角形时,3外心在三角形外部;当三角形为直角三角形时,外心在斜边上,与斜边的中点重合。、外心到三顶点的距离相等5 垂心定理 2 图图1 三角形的三条高(所在直线)交于一点,该点叫做三角形的垂心。页6 共页2 第 垂心的性质:6个四点圆。1、三角形三个顶点,三个垂足,垂心这7个点可以得到。(此直︰2三点共线,且OG︰GH=1、重心2、三角形外心OG和垂心H Euler line))线称为三角形的欧拉线(倍。、垂心到三角形一顶点距离为此三角形外心到此顶点对边距离的32 、垂心分每条高线的两部分乘积相等。4推论:)。(图1ABC 三边的高的垂足,则∠1 = ∠2 、1. 若 D 、 E F 分别是△(图1)2. 三角形的垂心是其垂足三角形的内心。2)∠2 。(图∠E 、F 分别是△ABC 三边的高的垂足,则1 = 、3. 若 D 定理证明并延长,连接相交于点OCO、中,ADBE是两条高,AD、 实用标准 —tanC。 例 1 ? (1 )在 ABC 中,已知 A 32.00 , B 81.80 因为 00 v B v 1800,所以 B 640,或 B 1160. c as nC 空啤 30(cm). sin A s in400 ②当B 1160时, 点评:应用正弦定理时(1)应注意已知两边和其中一边的对角解三角形时,可能有两解的情形; 对于解三角形中的复杂运算可使用计算器 题型2 :三角形面积 2 , AC 2 , AB 3,求tan A 的值和 ABC 的面积。 2 (2 )在 ABC 中,已知 a 20 cm , b 28 cm , 40°,解三角形(角度精确到 10,边长精确 到 1cm ) o 解:(1 )根据三角形内角和定理, C 1800 (A B) 1800 (32.00 81.80) 66.20 ; 根据正弦定理,b asinB 42.9sin81.80 si nA 眾厂 80.1(cm); 根据正弦定理,c 聲C 丝9也彰 74.1(cm). sin 32.0 (2 )根据正弦定理, s"B 舸 A 28sin4°0 a 20 0.8999. ,a 42.9 cm ,解三角形; ①当 B 640 时, C 1800 (A B) 1800 (40° 640) 760, C 1800 (A B) 1800 (400 116。)240 , c asinC si nA 呼 13(cm). sin 40 (2) 解法一:先解三角方程,求出角 A 的值。 例2 ?在ABC 中, sin A cos A si nA cos A j2cos(A 45 )-—, 2 1 cos(A 45 )-. 又 0 A 180 , A 45o 60o , A 105.° o o 1 \/3 L tan A tan(45 60 ) 一字 2 J3, 1 73 42 si nA sin105 sing5 60) sin4 5 co$60 cos45 si n60 ——-—. 1 1 /2 洽 n S ABC AC AB si nA 2 3 近 46)。 2 2 4 4 解法二:由sin A cos A 计算它的对偶关系式 si nA cos A 的值。 v 2 — si nA cos A —— ① 2 2 1 (si nA cos A)2 2 1 2sin Acos A — 2 Q0o A 180o , si nA 0,cos A 0. 1 另解(si n2A —) 2 2 3 (s in A cos A) 1 2 sin Acos A —, *'6 _ si nA cos A — ② 2 $2 J6 ①+②得sin A --------------- 。 4 ①-②得 cosA <6 。 4 u 而丄 A si nA J 2 J 6 4 c 匚 从而 tan A l l 2 ~3。 cosA 4 v2 v 6 三角形五心定律 三角形的重心,外心,垂心,内心和旁心称之为三角形的五心。三角形五心定理是指三角形重心定理,外心定理,垂心定理,内心定理,旁心定理的总称 重心定理 编辑 三角形的三条边的中线交于一点。该点叫做三角形的重心。三中线交于一点可用燕尾定理证明,十分简单。(重心原是一个物理概念,对于等厚度的质量均匀的三角形薄片,其重心恰为此三角形三条中线的交点,重心因而得名) 重心的性质: 1、重心到顶点的距离与重心到对边中点的距离之比为2︰1。 2、重心和三角形任意两个顶点组成的3个三角形面积相等。即重心到三条边的距离与三条边的长成反比。 3、重心到三角形3个顶点距离的平方和最小。 4、在平面直角坐标系中,重心的坐标是顶点坐标的算术平均数,即其重心坐标为((X1+X2+X3)/3,(Y1+Y2+Y3)/3)。 5. 以重心为起点,以三角形三顶点为终点的三条向量之和等于零向量。 外心定理 编辑 三角形外接圆的圆心,叫做三角形的外心。 外心的性质: 1、三角形的三条边的垂直平分线交于一点,该点即为该三角形的外心。 2、若O是△ABC的外心,则∠BOC=2∠A(∠A为锐角或直角)或∠BOC=360°-2∠A(∠A为钝角)。 3、当三角形为锐角三角形时,外心在三角形内部;当三角形为钝角三角形时,外心在三角形外部;当三角形为直角三角形时,外心在斜边上,与斜边的中点重合。 5、外心到三顶点的距离相等 垂心定理 编辑 三角形的三条高(所在直线)交于一点,该点叫做三角形的垂心。 垂心的性质: 1、三角形三个顶点,三个垂足,垂心这7个点可以得到6个四点圆。 2、三角形外心O、重心G和垂心H三点共线,且OG︰GH=1︰2。(此直线称为三角形的欧拉线(Euler line)) 3、垂心到三角形一顶点距离为此三角形外心到此顶点对边距离的2倍。三角形五心定律
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