三角形内心的性质及其应用
相似三角形的中心定理与三角形内心
相似三角形的中心定理与三角形内心相似三角形是指具有相同形状但尺寸不同的三角形。
在研究相似三角形时，三角形的中心定理和三角形的内心是非常重要的概念。
本文将探讨相似三角形的中心定理以及三角形内心的性质和应用。
一、相似三角形的中心定理相似三角形的中心定理是指若两个三角形的对应的角相等，则它们的对应边的比值相等。
可以进一步推导出以下定理：1. 内心定理：相似三角形的内心连线与三角形的观察顶点连线交点连接呈现一条直线。
这条直线被称为三角形内心。
2. 重心定理：相似三角形的重心连线与三角形的重心连线交点连接呈现一条直线。
这条直线被称为三角形重心。
3. 垂心定理：相似三角形的垂心连线与三角形的垂心连线交点连接呈现一条直线。
这条直线被称为三角形垂心。
4. 外心定理：相似三角形的外心连线与三角形的外心连线交点连接呈现一条直线。
这条直线被称为三角形外心。
这些中心定理在三角形的研究中起着重要的作用。
通过利用这些定理，我们可以更好地理解三角形的形状和性质。
二、三角形内心三角形内心是指三角形内部到三边距离之和最小的一个点。
三角形的内心具有以下性质和应用：1. 内心到三角形三边的距离相等，且等于内心到三边的垂直距离之和的一半。
2. 内心到三角形三边的垂直距离之和等于内心到三边的距离。
3. 内心是三角形的重心、外心和垂心的共轭点，意味着如果我们连接三角形的内心与重心、外心或垂心，所得的直线将从三角形的对应连线交点连接。
4. 三角形内心是三角形三条角平分线的交点，任意一条角平分线上的点到其他两条角平分线的距离相等，均等于三角形内心到对应边的距离。
5. 三角形内心可以通过三角形三边的三个垂直平分线的交点来确定，这三条垂直平分线分别连接了三角形三个顶点与对边中点。
三、相似三角形与内心的关系相似三角形的中心定理揭示了相似三角形与内心的密切关系。
通过利用相似三角形的中心定理，我们可以推导出一些有关内心的性质：1. 若两个三角形相似，则它们的内心与相似中心（三角形内角平分线的交点）重合。
三角形三心及其应用
三角形三心及其应用重心三角形的三条边的中线交于一点.该点叫做三角形的重心.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、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123123(,)33x x x y y y ++++内心三角形内切圆的圆心，叫做三角形的内心.内心的性质：1、三角形的三条内角平分线交于一点.该点即为三角形的内心.2、内心到三角形三边距离相等.3、直角三角形的内心到边的距离等于两直角边的和与斜边的差的二分之一.外心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、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.3、外心到三顶点的距离相等.22．已知M 是一个平面有限点集．则平面上存在M 到中各点距离相等的点．（1）M 中只有三个点．（2）M 中的任意三点都不共线．一元二次方程根的特殊分布根落入不同区域的分析：20(0)ax bx c a ++=≠（1）两个正根：12120,0,0x x x x ∆≥>+>（2）两个负根：12120,0,0x x x x ∆≥>+<（3）一正一负：120x x <（此时∆必大于0）基于（3），若还要求正根的绝对值大于负根的绝对值，则12120,0.x x x x +><。
第12章 三角形内心的性质及应用
第十二章 三角形内心的性质及应用【基础知识】三角形的内切圆的圆心简称为三角形的内心，内心有下列有趣的性质： 性质1：三角形的内心是三角形三条内角平分线的交点．性质2：设I 为ABC △内一点．I 为其内心的充要条件是：I 到ABC △三边的距离相等．性质3：设I 为ABC △内一点，AI 所在直线交ABC △的外接圆于D ．I 为ABC △内心的充要条件是：ID DB DC ==．证明 如图12-1，必要性：连BI ，由1122DIB A B CBD IBC DBI ∠=∠+∠=∠+∠=∠，知ID B D D C ==．B充分性：由DB DC =，即知AD 平分BAC ∠．由DI DB =，有DIB DBI ∠=∠，即DBC CBI IAB ABI ∠+∠=∠+∠，而IAB IAC DBC ∠=∠=∠，从而CBI IBA ∠=∠，即BI 平分ABC ∠，故I 为ABC △的内心．性质4 设I 为ABC △内一点，I 为ABC △的内心的充要条件是：1902BIC A ∠=︒+∠，1902AIC B ∠=︒+∠，1902AIB C ∠=︒+∠证明 必要性显然．反正充分性：作ABC △的外接圆，与射线AI 交于点D ，连DB ，DC ，如图12-1由1902AIB ACB ∠=︒+∠，知1902DIB ACB ∠=︒-∠．又IDB ADB ACB ∠=∠=∠，在D I B △中，求得1902DBI ACB ∠=︒=-∠，则D I B D B I ∠=∠，故D B D I =．同样地，DC DI =，即DI DB DC ==，由性质3即证得结论成立．性质5 设I 为ABC △内一点，I 为ABC △的内心的充要条件是：IBC △，ICA △，IAB △的外心均在ABC △的外接圆上．证明 必要性：如图122-，设ABC △的内心，AI ，BI ，CI 的延长线分别交ABC △的外接圆于1A ，1B ，1C ，于是由性质3，知111A B A I AC ==，因此，1A 是IBC △的外心． 图 12-2I 'ABCIC 1B 1A 1A 2B 2C 2同理，1B ，1C 分别是ICA △，IAB △的外心．故必要性获证．充分性：又设I '为ABC △内另一点，I BC '△，I CA '△，I AB '△的外心2A ，2B ，2C 均在ABC △的外接圆上，由22A B A C =，11A B AC =，知2A 与1A 重合．同理2B 与1B 重合，2C 与1C 重合． 由于1A ，1C 分别是IBC △，IAB △的外心，知11A C 垂直平分线段BI '，由此可知I '与I 重合，即I '为ABC △的内心．注 性质5中，三个三角形I BC '△，I CA '△，I AB '△中有两个的外心在ABC △的外接圆上即可． 性质6 一条直线截三角形，把周长l 与面积S 分为对应的两部分：1l 与2l ，1S 与2S ．此直线过三角形内心的充要条件是1122l Sl S =．证明 必要性：如图12-3，设I 是ABC △的内心，过I 的直线交AB 于P ，交AC 于Q ．记BC a =，CA b =，AB c =，AP m =，AQ n =，内切圆半径为r ，则1()2ABC S a b c r s =++⋅=△，1()2APQ API AQI S S S m n r =+=+⋅△△△．图 12-3A BPQ nIm由111()21()2a b c rS a b c lS m n l m n r ++⋅++===++⋅，有1122l S l S =．充分性：设直线PQ 把ABC △的周长l 与面积S 分为对应的两部分成等比1122l S l S =，且与AB 交于P ，与AC 交Q ，与A ∠的平分线交于I ．记BC a =，CA b =，AB c =，AP m =，AQ n =，I 到AB ，AC 的距离为r ，I 到BC 的距离为d ．由1211()21()2a b c r l l a b c l m n m n r ++⋅+++==++⋅得1211112221122b rc r a dS S S m r n r ⋅+⋅+⋅+=⋅+⋅ 注意到121211l l S S l S ++=，从而有ad ar =，即d r =，故I 为ABC △的内心，即直线PQ 过内心．性质7 设I 为ABC △的内心，BC a =，AC b =，AB c =，I 在BC ，AC ，AB 边上的射影分别为D ，E ，F ；内切圆半径为r ，令1()2p a b c =++，则（1）ID IE IF r ===，S ABC pr =△；（2）2ABCS r a b c=++△，AE AF p a ==-，BD BF p b ==-，CE CD p c ==-；（3）abc r p AI BI CI ⋅=⋅⋅⋅．证明 仅证（3）．在ABI △中，11sin sin cos 22AI C cAIB B C ==∠∠∠． 类似地还有两式，此三式相乘，即有111tan tan tan 222AI BI CI A B C abc ⋅⋅=∠⋅∠⋅∠=32ABC r r r pr rp a p b p c S p⋅⋅==---△，由此即证． 性质8 设I 为ABC △的内心，BC a =，AC b =，AB c =，A ∠的平分线交BC 于K ，交ABC △的外接圆于D ，则AI AD DI b cKI DI DK a+===． 证明 如图12-1，由AI BA AC AB AC b c KI BK KC BK KC a ++====+及ADC CDK △∽△，有AD AC CDDC CK DK==，亦有AD AC AB AB AC b c DI CK BK CK BK a ++====+，DI CD AC AB AB AC b cDK DK CK BK CK BK a ++=====+． 性质9 过ABC △内心I 任作一直线，分别交AB ，AC 于P 及Q 两点， 则AB AC AC AB AB AC BC AP AQ ⋅+⋅=++或sin sin sin sin sin AB AC B C A B C AP AQ⋅∠+⋅∠=∠+∠+∠． MABCNPQ图 12-4证明 如图12-4，先看一般情形：设M 为BC 上任意一点，直线PQ 分别交AB ，AM ，AC ，于P 、N 、Q ，则APQ MPQ APM AQMAPQABCS S S S AM AN NM AP AQ AN AN S S AB AC+++===⋅⋅⋅△△△△△△ ABM ACMABC AP AQ S S AC BM AB CM AB AC AP AQ AQ BC AP BC S AB AC⋅+⋅==⋅+⋅⋅⋅△△△． ①当N 为ABC △的内心时，由三角形内角平分线性质及合比、等比定理，有BM ABBC AB AC=+，MC AC BC AB AC =+，AM AB AC BCAN AB AC ++=+． 将上述三式代入①式即证得结论．性质10 设ABC △的内心为I ，ABC △内一定P 在BC ，CA ，AB 上的射影分别为D ，E ，F ，当P与I 重合时，BC CA ABPD PE PF++的值最小． 证明 设BC a =，CA b =，AB c =，PD x =，PE y =，PF z =，显然有2ABC ax by cz S ++=△是定值．由柯西不等式，有2()()()a b cax by cz a b c x y z ++++≥++，故2()2ABCBC CA AB a b c a b c PD PE PF x y z S ++++=++≥△（定值）． 其中等号当且仅当a b cax by cz x y z==∶∶∶即x y z ==时成立，此时P 与I 重合． 对于内切圆我们还有如下性质： 性质11 三角形一内（外）角平分线上的点为三角形一顶点的射影的充分必要条件是另一顶点关于内切圆（旁切圆）的切点弦直线与这条角平分线的交点．证明 如图12-5，在ABC △中，内切圆I ⊙切边BC 、CA 、AB 分别于点E 、E 、F ，直线AI 、BI 、CI 为三条内角平分线．图 12-5X ZI YM NS FEDH GTABC仅证直线CI 上的点G ，有CG AG D ⊥⇔、G 、F 三点共线．充分性．由D 、G 、F 共线．联结FI ，11180180909018022AIG AIC B B BFD AFG ⎛⎫∠=︒-∠=︒︒+∠=︒-∠=∠=︒-∠ ⎪⎝⎭（当G 在ABC △外时，为AFG ∠）．于是，A 、F 、G 、I 四点共圆，即90AGI AFI ∠=∠=︒．故CG AG ⊥． 必要性．由CG AG ⊥，联结FI ，由IF AB ⊥，知A 、F 、G 、I 四点共圆，又I 为内心，知1902AIC B ∠=︒+∠，则1180902A F G A I G A I C B ∠=︒-∠=∠=︒+∠．注意到，在等腰BDF △中，1902BFD B BFG ∠=︒-=∠．故D 、G 、F 三点共线．同理，直线CI 上的点H ，CH BH E ⊥⇔、F 、H 三点共线． 直线BI 上的点M ，BM AM D ⊥⇔、E 、M 三点共线． 直线BI 上的点N ，BN CN E ⊥⇔、N 、F 三点共线． 直线AI 上的点T ，AT BT E ⊥⇔、D 、T 三点共线． 直线AI 上的点S ，AS CS D ⊥⇔、S 、F 三点共线． 推论 三角形的一条中位线，与平行于此中位线的边的一端点处的内（外）角平线及另一端点关于内（旁）切圆的切点弦直线，这三条直线相交于一点，且该点为与中位线对应的顶点在这条内（外）交平分线上的射影． 事实上，若设Z 为AB 的中点，则ZM ZB =，且Z M B C ∥，有Z B M △为等腰三角形，从而知ZM 与AC 的交点Y 为AC 的中点，即ZY 为中为线．如图12-5，G 、M 在中位线ZY 上，H 、T 在中位线ZX 上，S 、N 在中位线XY 上．M 、N 、G 、H 、S 、T 均为三条直线的交点．注 在上述性质11及推论中，旁心的情形留给读者推证．性质12 设ABC △的内切圆（旁内圆）I ⊙分别切BC 、CA 、AB 边于点D 、E 、F ，设K 是DI 延长线上一点，AK 的延长线交BC 于点M ，则M 为BC 的中点的充要条件是点K 在线EF 上． 证明 如图12-6，过点K 用ST BC ∥交AB 于点S ，交AC 于点T ，则I K S T ⊥．联结SI 、FI 、TI 、EI ． 充分性．当点K 在EF 上时，注意到F 、S 、I 、K 及I 、E 、T 、K 分别四点共圆，有ISK IFK IEK ITK ∠=∠=∠=，即知SIT △为等腰三角形．图 12-6C 'B 'Q K P M SF ED T IAB C注意到IK ST ⊥，知K 为ST 的中点．又ST BC ∥，故知M 为BC 中点．必要性．当M 为BC 中点时，则知K 为ST 的中点．由IK ST ⊥，知I S I T =，即有Rt Rt ISF ITE △≌△，亦有SIF TIE ∠=．注意到F 、S 、I 、K 及I 、E 、T 、K 分别四点共圆，有SKF SIF TIE TKE ∠=∠=∠=∠，于是E 、K 、F 三点共线．故点K 在直线EF 上．注 若P 为DK 延长线一点，直线AP 交BC 于点Q ，则BQ DC =的充要条件是点P 在I ⊙上． 事实上，过P 作B C BC ''∥分别交AB 于B '，交AC 于C '，如图12-6．充分性．若P 在I ⊙上时，则知B C '为I ⊙的切线．由Rt Rt PIC DCI '△∽△，有PI ID PC DC '⋅=⋅．同理PI ID B P BD '⋅=⋅．从而B P DCPC BD '='． 又由平行线性质，有B P BQ PC QC '='．即DC BQ BD QC =，亦即DC BQBC BC=． 从而BQ DC =．必要性．当BQ DC =，由旁切圆性质（第十六章性质7）知Q 为ABC △的旁切圆的切点．由位似形性质知P 为AB C ''△的旁切圆点，故P 在I ⊙上．性质13 设ABC △的内切圆I ⊙分别切BC 、CA 、AB 边于点D 、E 、F ，L 为劣弧EF 上一点，过点L 作内切圆的切线与BC 所在直线交于点G ，则G 、E 、F 三点共线的充要条件是A 、L 、D 三点共线．证法1 充分性．当A 、L 、D 共线时，如图127-，联结AI 交EF 于点K ，则KI EF ⊥． ① 联结EI 、DI 、KD ，则22ID EI IK IA ==⋅图 12-7BK IREDFL CA G即ID IKIA ID=．又DIK ∠公用，有IDA IKD △∽△，即有IDA IKD ∠=∠． ② 联结IL ，则ILD IDA IKD ∠=∠=∠，知D 、L 、K 、I 四点共圆． 又I 、D 、G 、L 四点共圆，从而I 、D 、G 、L 、K 五点共圆．于是90IKG ILG ∠=∠=︒，即K I K G ⊥． 由①、③可知，G 、E 、F 三点共线．必要性．当G 、E 、F 三点共线时，如图12-7，联结GI 交DL 于点R ，则IR DL ⊥．类似于充分性证明，由22FI ID IR IG ==⋅，得F 、I 、R 、E 四点共圆，又A 、F 、I 、E 四点共圆，即有90IRA IEA ∠=∠=︒，有IR AR ⊥．故A 、L 、D 三点共线．证法2 应用定差幂线定理，并注意AI FE ⊥，GI LD ⊥，则G 、E 、F 三点共线2222AI FG AF AG IF IG ⇔⊥⇔-=-．④ A 、L 、D 三点共线2222GI AD GA GD IA ID ⇔⊥⇔-=-．⑤ 由ID IF =及222222IG GD ID IF IA AF -===-， 既有2222IG AF IA GD +=+． ⑥而④式22222222IG AF IF AG ID AF IA GD ⇔+=+===+=+⇔⑥⑤式． 故G 、E 、F 三点共线A ⇔、L 、D 三点共线． 【典型例题与基本方法】例1 如图12-8，D 是ABC △的内心，E 是ABD △的内心，F 是BDE △的内心，若BFE ∠的读数为整数，求BFE ∠的最小度数．图 12-8F E DAB解 由性质4，知11111909090(90)112(4)24428BFE BDE BDA ACB ACB ∠=︒+∠=︒+∠=︒+︒+∠=︒+︒+∠．故当4ACB ∠=︒时，BFE ∠的最小度数为113︒．例2 如图12-9，设点M 是ABC △的BC 边的中点，I 是其内心，AH 是BC 边上的高，E 为直线IM 为AH 的交点．求证：AE 等于内切圆半径r ．图 12-9M E IBP HA证明 设P 为内切圆与边BC 的切点，连IP ，设B C a =，CA b =，AB c =，则12M C a =，2a b cPC +-=，222cos 2a b c HC AC C a+-=⋅=． 由IMP EMH △∽△，有2EH HM MC HC a HC b cIP PM MC PC c b a--+====--． 又2()AH a S ABC r a b c ⋅==++△，即AH a b cr a++=． 再由EH b c r a +=（注意IP r =），及AE AH EH =-，有1A E A H E H a b c b c r r r a a +++=-=-=，故A E r =．注（1）此例的逆命题也是成立的，即若AE r =，则M 、I 、E 共线．（2）在图12-9，还可推证有如下结论：①直线MI 平分AP ；②设ABC △的内切圆I ⊙切AC 于Q ，切AB 于L ，则QL 与直线PI 的交点T 的直线AM 上；③设直线PI 交I ⊙于G ，即G 为直径端点，直线AG 交BC 于K ，则BK PC =；④ABC △的外心O 为KI 的中点……这些结论的证明可参见笔者著作《走向国际数学奥林匹克的平面几何试题诠释》（下册），哈尔滨工业大学出版社2007年元月出版． 例3 如图12-10，设ABC △的外接圆O ⊙的半径为R ，内心为I ，60B ∠=︒，A C ∠<∠，A ∠的外角平分线交O ⊙于E ．证明：（1）IO AE =；（2）2(1R IO IA IC R <++<．图 12-10MIBOAEC证明（1）连BI 并延长交O ⊙于M ，则M 为AC 的中点．连OM ，AM ，OC ，MC ，由60B ∠=︒，则知AOM △，MOC △均为正三角形．由性质3知IM AM MC ==，即知M 为过点A ，O ，I ，C 四点的圆的圆心，且半径为R ，从而此圆与O ⊙为等圆．延长AI 交O ⊙于F ，由题设条件可证F ，O ，E 三点共线．于是12OAI OMI ∠=∠，12AFE EOA ∠=∠，而OAI AFE ∠=∠，故OMI EOA ∠=∠，由此即有IO AE =．（2）连FC ，由性质3知IF FC =，又60AFC B ∠=∠=︒，从而IC IF =， 故2IO AI IC AE AF EF R ++=+>=．又2cos 2sin IO AI IC AE AF R AEF R AEF ++++=⋅∠+⋅∠245)245)275R AEF R R =∠+︒<︒+︒=︒12(14R R ==．（其中60AEF ∠>︒）即证． 例4 如图12-11，在ABC △中，4AB =，6AC =，5BC =，A ∠的平分线AD 交ABC △的外接圆于K ．O ，I 分别为ABC △的外心，内心．求证：OI AK ⊥．图 12-11证明 连接KO 并延长交O ⊙于E ，连AE ，则90KAE ∠=︒，2EKOK=． 因I 为ABC △的内心，由性质8知4625AK AB AC IK BC ++===． 于是OI AE ∥．从而90OIK KAE ∠=∠=︒，故OI AK ⊥． 【解题思维策略分析】1．注意到内心是角平分线的交点例5 如图12-12，设P 为ABC △内一点，APB ACB APC ABC ∠-∠=∠-∠，又设D ，E 分别是APB △及APC △的内心．证明：AP ，BD ，CE 交于一点．图 12-12PM N SED TRABC证明 过P 向三边作垂线，垂足分别为R ，S ，T ．连RS ，ST ，TR ，易知，P ，R ，A ，S ；P ，T ，B ，R ；P ，S ，C ，T 分别四点共圆，则(180)(180)APB ACB ABP BAP B A PAC PBC PRS PRT SRT ∠-∠=︒-∠-∠-︒-∠-∠=∠+∠=∠+∠=∠． 同理，APC ABC RST ∠-∠=∠．由条件APB ACB APC ABC ∠-∠=∠-∠，知SRT RST ∠=∠，亦即RT ST =． 由sin RT PB B =⋅∠，sin ST PC C =⋅∠，知sin sin PB B PC C ⋅∠=⋅∠． 即sin sin PB C AB PC B AC ∠==∠，亦即PB PC AB AC=． 设BD 交AP 于M ，CE 交AP 于N ，则由角平分线性质，有AN AC AB AM NP PC PB MP ===，即AN AMAP AP=，故M ，N 重合，从而AP ，BD ，CE 交于一点．例6 如图12-13，设三角形的外接圆半径、内切圆半径分别为R ，r ，其外心、内心分别为O ，I ．若IO d =，则222d R Rr =-．图 12-13证明 连AI 并延长交O ⊙于D ，作直径DE ，连BD ，BE ，设I ⊙切AB 于F ，连IF ，则IF r =．在Rt EBD △和Rt AFI △中，由BED FAI ∠=∠，知EBD AFI △∽△，从而DE BD AI FI =，即2R BDAI r=． 由性质3，知BD ID =，所以2Rr AI BD AI ID =⋅=⋅．将OI 两端延长交O ⊙于M ，N ，则由相交弦定理，得22()()AI ID MI IN R d R d R d ⋅=⋅=+-=- 故222d R Rr =-．例7 如图12-14，在ABC △中，有一个圆O '⊙内切于ABC △的外接圆O ⊙，并且与AB ，AC 分别相切于P ，Q ．求证：线段PQ 的中点I 是ABC △的内心．图 12-14证明 设AI 的延长线交O ⊙于M ，则O '在AM 上．连O P '，由O P AB '⊥，O A PQ '⊥，有2O P O I O A '''=⋅． ①作两圆连心线OO '交O ⊙于R ，T ，则O R TO O A MO ''''⋅=⋅． ② ①+②并注意到O P O T ''=，有O P TR O A MI ''⋅=⋅ ③再作O ⊙的直径MN ，可知B M B N ⊥，MNB MAB ∠=∠，从而R t R t B M N P O A △∽△，即有O P MN O A BM ''⋅=⋅．比较③，④，注意到MN TR =，故BM MI +． 由性质3，即知I 为ABC △的内心．另证 显然，PQ 的中点I ，圆心O '，BC 的中点M 都在BAC ∠的平分线上，若设2BAC α∠=，O '⊙的半径为r ，则s i n rAO α'=．设直线OO '交O ⊙于R ，T ，且O ⊙的半径为*r ，则，即**(2)s i n (2)/s i nR O O T r r rO M αr r AO r α'⋅-⋅'===⋅-'．由Rt PIO '△，知sin IO αr '=⋅，**sin sin (2)sin 2IM IO O M αr αr r αr ''=+=⋅+⋅-=⋅．由ABM △，知*2sin BM r αBM IM =⋅⇒=，即证．例8 ABC △的A ∠的平分线与ABC △的外接圆交于D ，I 是ABC △的内心，M 是边BC 的中点，P 是I 关于M 的对称点（设点P 在圆内），延长DP 与外接圆相交于点N ．试证：在AN ，BN ，CN 三条线段中，必有一条线段是另两条线段之和．证明 如图12-15，不妨设N 在BC 上，即证BN CN AN +=．图 12-15θθPMNDAB C连BD ，MN ，MD ，CD ，注意到共底ND 的三个三角形面积，即由2BND QND MND S S S +=△△△，及P 在ND 上，且IM MP =，知2MND IND BND CND S S S S ===△△△△．令NAD θ∠=，则NBD NCD θ∠=∠=，于是1sin 2BND S BD BN θ=⋅⋅△，1sin 2CND S CD CN θ=⋅⋅△，1sin 2IND NAD NAI S S S ID AN θ=-=⋅⋅△△△．注意到性质3，知BD CD ID ==，从而由①式即得BN CN AN +=．例9 如图12-16，在ABC △中，O 是外心，I 是内心，30C ∠=︒，边AC 上的点D 与边BC 上的点E 使AD BE AB ==．求证：OI DE ⊥，OI DE =．图 12-16BCD IE AMO证明 连AI 并延长交ABC △的外接圆于M ，连BD ，OM ，OB ，BM ．由I 为内心，知BM CM =．又OC OB =，则OM EB ⊥．由AI 平分BAC ∠，且AB AD =，则AI BD ⊥．从而知OMI ∠与EBD ∠的两组对边分别垂直，且它们都是锐角，因此，OMI EBD ∠=∠． ①由正弦定理，有2sin 2sin 30AB R C R R OB OM =⋅=⋅︒===，又12BAD BMC ∠=的度数=BM 的度数=BOM ∠，从而DAB MOB △≌△，即有BD BM =． 由性质3知BM IM =，从而BD IM =． 又AD BE AB ==，则BE OM =．由①，②，③得OMI EBD △≌，从而知通过旋转90︒和平移可使用两个三角形重合，故OI DE ⊥，OI DE =．2．注意过内心的直线的性质 例10 如图12-17，在R ABC △中，AD 是斜边BC 上的高，连接ABD △的内心与ACD △的内心的直线，分别与AB 边交于K ，AC 边交于L ，ABC △与AKL △的面积分别记为S 与T ．求证：2S T ≥．图 12-17证明 设AD 与KL 交于E ，由性质9可得AB AD AD AB AB AD BD AK AE ⋅+⋅=++，AD AC AC AD AC AD DC AE AL ⋅+⋅=++．此两式可变为1111BDAK AE AD AB AB AD +=++⋅， ① 1111DCAE AL AD A C AC AD+=++⋅． ② 由ADB CAB △∽△，有AC AB AD BD =，即1BD AB AD AC =⋅． ③ 由ADC BAC △∽△，AB AC AD DC =，即1DC AC AD AB=⋅． ④ 由①，②，③，④得AK AL =，即1145AKO ALO ∠=∠=︒． 又1O 是ABD △的内心，易得11AKO ADO △≌△．从而AK AD =．于是111122sin sin sin cos sin 2S AB AC AB AC T AK AL AD AD B C B B B⋅==⋅=⋅=⋅=≥⋅∠∠∠∠∠， 故2S T ≥．例11 如图12-18，在ABC △中，AB AC ≠，AD BC ⊥，D 为垂足，过Rt ABD △的内心1O 和Rt ACD △的内心2O 的直线啊交AB 于K 交AC 于L ．若AK AL =，则90BAC ∠=︒．图 12-18证明 设KAD α∠=，LAD β∠=，由性质9及正弦定理，有sin sin90sin sin sin90AB ADB B αAK AE ∠⋅+︒⋅=∠++︒，sin90sin sin sin sin90AD ACC C βAE AL︒⋅+∠⋅=∠++︒．将AK AL =，sin AD B AB ∠=，sin ADC AC∠=，代入上述两式，得sin sin sin sin B αC β∠+=∠+．又sin BD αAB =，sin DC βAC =，即有ADBD AD DCAB AB AC AC+=+．而AB =AC， =，亦即2()()0BD DC AD BD DC --⋅=． 因AB AC ≠，知BD DC ≠，从而20AD BD DC -⋅=， 则Rt Rt ABD CAD △∽△，即有B β∠=，C α∠=．又180BAC B C ∠+∠+∠=︒，故90BAC βαB C ∠=+=∠+∠=︒．注 例10，例11的证法见孙哲先生的文章《三角形内心的一个性质与三道几何名题的新证》（《中学数学》1999年第6期）．3．注意内切圆(旁切圆性质的应用)例12 设E 、F 分别为ABC △内切圆I ⊙与边AC 、AB 的切点，M 为BC 的中点，AM 与EF 交于点N ，以BC 为直径的圆M ⊙分别交BI 、CI 于点X 、Y ．证明：NX ACNY AB=． 证明 如图12-19，由题设知X 、Y 分别为C 、B 在角平分线BI 、CI 上的射影，由性质11知，X 、Y 均在内切圆的切点弦EF 所在直线上．又由性质12知，N 、I 、D 三点共线．图 12-19IMN F DX Y BC ATES延长BY 、CX 交于点S ．则I 为SBC △的垂心，即知S 在直线ND 上，又由垂心性质11知I 为DXY△的内心，有1122ABC DBI CYX DYX ∠=∠=∠=∠，即得ABC DYX ∠=∠．同理ACB DXY ∠=∠．于是sin sin sin sin NX XD DYX ABC AC NY DY DXY ACB AB∠∠====∠∠． 例13 已知ABC △的中线AM 交其内切圆Γ于点K ，L ，分别过K 、L 且平行于BC 的直线交圆Γ于点X 、Y 、A 、AY 分别交BC 于P 、Q ．证明：BP CQ =．证明 如图12-20，设内切圆圆心为I ，I ⊙分别切BC 、CA 、AB 于点D 、E 、F ，直线DI 交EF 于点T ，则由性质12知点T 在直线AM 上．图 12-20LTPM FZDY I ΓQK XCSEBA设过点K 、L 的两条切线交于点S ，则由性质13知，F 、E 、S 三点共线．由调和点列性质5后的推论8知KA KTAL TL=． ① 设直线YL 交AP 于点Z ，由KX YL ∥知KX AKLZ AL=． ② 注意到等腰梯形YLXK 中KL 为其对角线，两底的公垂线为TI ．从而KX KTYL TL=．再注意到①、②式KX KXLZ YL=，即知L 识YZ 的中点．因此，M 是QP 的中点．故BQ PC =，即有BP CQ =． 例14 设J 是ABC △顶点A 所对旁切圆的圆心，该旁切圆与边BC 切于点M ，与直线AB 、AC 分别切于点K 、L ，直线LM 与BJ 交于点F ，直线KM 与CJ 交于点G ．设S 是直线AF 与BC 的交点，T 是直线AG 与BC 的交点．证明：M 是线段ST 的中点．图 12-21LMF YG JXSKA B C证明 如图12-21，由性质11及其推论，知AF FJ ⊥，AF JG ⊥．设直线FG 分别交AB 、AC 于X 、Y ，则XY 为ABC △的中位线．从而S 关于直线FB 与A 对称，T 关于直线GC 与A 对称，于是SJ AJ TJ ==．注意到Jm ST ⊥，故SM MT =． 【模拟实战】习题A1．已知1O ⊙与2O ⊙相交于A 、B 两点，延长1O A 交2O ⊙于点C ，延长2O A 交1O ⊙于D ．求证：A 是BCD △的内心．2．在Rt ABC △中，90C ∠=︒，CD 是斜边上的高．1O ，2O 分别是ACD △和BCD △的内心．求证：21AO C BO C ∠=∠．3．设ABC △的内切圆I 与AB 、AC 边分别切于点E 、F ，射线BI 、CI 分别交EF 于点M 、N ．试证：四边形AMIN 与IBC 的面积相等．4．在梯形ABCD 中，BC DA ∥，对角线AC 与BD 相交于P ．记PAB △、PBC △、PCD △、PDA△的内切线半径依次为1r 、2r 、3r 、4r ，且13241111r r r r +=+．求证：AB CD BC DA +=+．5．在凸四边形ABCD 中，AC BD AB ==，且AC BD ⊥，垂足为E ．设I 为AEB △的内心，M 为AB边的中点．求证：MI CD ⊥，且12MI CD =．6．设I 为ABC △的内心，A B C '''△是从I 向BC ，CA ，AB 所作垂线的垂足三角形．证明：cot cot cot cot cot cot A B C A B C '''∠+∠+∠≥∠+∠+∠．7．已知AO 是等腰AEF △的底EF 上的高，有AO EF =，延长AE 到B ，使B E A E =，过点B 作AF 的垂线，垂足为C ．求证：点O 是ABC △的内心．8．设ABC △的外接圆半径为R ，内切圆的半径r ，内心为I ，延长AI 交外接圆于D ．求证：2AI ID Rr ⋅=．9．在ABC △中，C ∠的平分线交边AB 及三角形的外接圆于D ，K ，I 是ABC △的内心．求证：（1）111ID IK IC -=；（2）1IC IDID DK-=．10．I 为ABC △的内心，且A '，B '，C '分别为IBC ∠，IAC ∠，IAB ∠的外心．求证：A B C '''△与ABC 有相同的外心．习题B1．在ABC △中，A ∠，B ∠，C ∠的平分线分别交外接圆于点P ，Q ，R ．求证： AP BQ CR BC CA AB ++>++．2．四边形ABCD 内接圆，BCD △，ACD △，ABD △，ABC △的内心依次记为A I ，B I ，C I ，D I ．证明：A B C D I I I I 是矩形．3．在锐角ABC △中，A ∠，B ∠，C ∠的平分线延长后分别与ABC △的外接圆交于1A ，1B ，1C ．直线1AA 与B ∠，C ∠的外角平分线相交于0A ，0B ，0C 与此类似．求证：（1）000A B C △的面积是六边形111AC BACB 的2倍；（2）000A B C △的面积至少是ABC △面积的4倍． 4．ABC △的A ∠，B ∠，C ∠的内角平分线分别与外接圆交于1A ，1B ，1C ．证明：111A B C △的面积大于或等于ABC △的面积．5．设K 为ABC △的内心，点1C ，1B 分别为边AB ，AC 的中点，直线AC 与1C K 交于点2B ，直线AB 与1B K 交于点2C ．若22AB C ABC S S =△△，求CAB ∠．6．设I 是ABC △的内心，并设ABC △的内切圆与三边BC ，CA ，AB 分别相切于点K ，L ，M ．过B 点平行于MK 的直线分别交直线LM 及LK 于点R 和S ．证明：RIS ∠是锐角．7．在Rt ABC △中，AD 是斜边BC 上的高，连接ABD △的内心与ACD △的内心的直线分别交AB 边于K ，交AC 边于L ，KL 与AD 交于E ．求证：111AB AC AE+=． 8．设ABC △的内心为I ，外接圆分别交AI ，BI ，CI 于A '，B '，C '．证明：IA IB IC I IB IC '''⋅⋅≤⋅⋅． 9．已知等腰梯形ABCD 中，AB CD ∥，又BCD △的内切圆切CD 于E ，F 是DAC ∠的角平分线上一点，且EF CD ⊥，ACF △的外接圆交CD 于G ．证明：AFG △是等腰三角形．10．ABC △具有下面性质：存在一个内部的点P 使10PAB ∠=︒，20PBA ∠=︒，30PCA ∠=︒，40PAC ∠=︒．证明：ABC △是等腰三角形． 11．已知R ，Q 分别是ABC △的边BC ，AB 上的点．并且使AB BR AC CR +=+，CB BQ CA AQ +=+，AR ，CQ 相交于J ，又M 是BC 的中点，I 是ABC △的内心．求证：AJ MI ∥，2AJ MI =．12．在ABC △中，30BAC ∠=︒，70ABC ∠=︒，M 为形内一点，20MAB MCA ∠=∠=︒，求MBA ∠的度数．13．在ABC △，AD 为A ∠的平分线，M ，N 分别为AB ，AC 的中点．若B ∠，MDN ∠，C ∠成等差数值，求证：AB ，BC ，AC 也成等差数值．。
三角形 内心
三角形内心
目录：
1. 三角形内心的定义
1.1 三角形内心的特点
1.1.1 内心到三角形三边的距离相等
1.1.2 内心到三角形三边的连线交点为内心
1.1.3 内心是三角形的重心、垂心和外心的交点
2. 内心在三角形中的应用
2.1 内心是三角形的三条角平分线的交点
2.2 内心是三角形的内接圆心
2.3 内心相关定理的证明方法
3. 怎样找到三角形的内心
3.1 利用内心到三边的距离相等的性质确定内心位置
3.2 利用内心是三角形的重心、垂心和外心的交点确定内心位置
3.3 利用内心到三边的连线交点为内心确定内心位置
4. 怎样利用内心解决三角形相关问题
4.1 内心是解三角形的关键
4.2 利用内心定位求解三角形的相关角度和边长问题
4.3 内心定理在三角形计算中的应用案例
5. 结语
5.1 总结三角形内心的重要性和应用价值
5.2 鼓励读者深入学习三角形内心相关知识，提高数学学习能力。
三角形的内角和外角的性质及其在建筑中的应用
三角形的内角和外角的性质及其在建筑中的应用三角形作为几何学中的重要概念之一，其内角和外角的性质一直以来都备受关注。
本文将探讨三角形内角和外角的定义、性质以及在建筑中的应用。
一、三角形内角的性质三角形的内角是指三个边的交汇处的角度。
在任意三角形ABC中，我们可以观察到以下性质：1. 内角和为180度：三角形的内角和等于180度，即∠A + ∠B +∠C = 180°。
这是因为在平面几何中，直线的两个补角之和为180度，而三角形的三个角相当于一个平行直线和两条相交直线形成的三个补角。
2. 内角的大小关系：在三角形ABC中，根据三角形内角的性质，我们可以推导出以下关系：- 若∠A > ∠B，则BC边对应的∠A > ∠C对应的∠B。
- 若∠A = ∠B，则BC边对应的∠A = ∠C对应的∠B。
- 若∠A < ∠B，则BC边对应的∠A < ∠C对应的∠B。
二、三角形外角的性质三角形的外角是指三角形一条边的延长线与相邻边之间所形成的角度。
在任意三角形ABC中，我们可以观察到以下性质：1. 外角与内角关系：三角形的外角与其对应的内角存在一定的关系。
准确地说，三角形的外角等于其对应内角的补角。
也就是说，∠D = 180° - ∠A，∠E = 180° - ∠B，∠F = 180° - ∠C。
2. 外角和为360度：三角形的三个外角之和等于360度，即∠D +∠E + ∠F = 360°。
这是因为三角形ABC的三条边的延长线形成了一条封闭的平行线，而封闭平行线上的任意角度之和为360度。
三、三角形内角和外角的应用在建筑中三角形的内角和外角的性质在建筑中有着广泛的应用。
以下是几个例子：1. 地基设计：在建筑的地基设计中，需要考虑三角形的内角和外角的性质，来确定施工中的角度和均衡力的分布。
准确地计算地基角度可以保证建筑的稳定性和结构的牢固性。
2. 房屋结构设计：三角形作为建筑结构设计中常见的形状，三角形的内角和外角的性质对于房屋的平衡和稳定至关重要。
三角形中的内心外心垂心与重心
三角形中的内心外心垂心与重心三角形是几何学中最基本的图形之一，它有很多有趣和重要的性质。
其中，内心、外心、垂心和重心是与三角形密切相关的四个特殊点。
本文将探讨这四个点的定义、性质及其在三角形中的应用。
一、内心内心是指三角形内部与三边各自相切的圆的圆心，记为I。
对于任意三角形ABC，I的定义如下：1. 点I到三角形的每条边的距离相等，即IA=IB=IC。
2. 点I恰好在三边的内部。
3. 内切圆的半径为r，称为三角形的内切圆半径。
内心有很多重要的性质：1. 内心到三边的距离分别是三边长度的函数，可以通过海伦公式计算。
2. 内心是三角形的垂心和重心的共轭点，也是三角形的唯一一个同时与三边相切的圆心。
3. 对于等边三角形，内心、重心和外心重合于同一个点。
4. 内心是三角形三条角平分线的交点。
二、外心外心是指三角形外接圆的圆心，记为O。
对于任意三角形ABC，O 的定义如下：1. 三角形的三条边的中垂线相交于一点，该点就是外心。
2. 外接圆半径为R，称为三角形的外接圆半径。
外心也有一些重要的性质：1. 外心到三个顶点的距离相等，即OA=OB=OC=R。
2. 外心是垂心和内心的共轭点，也是三角形的唯一一个同时与三边相切的圆心。
3. 对于钝角三角形，外心在三角形外部；对于直角三角形，外心在三角形斜边上；对于锐角三角形，外心在三角形内部。
4. 外心是三角形三个垂直平分线的交点。
三、垂心垂心是指三角形三条高或垂直平分线的交点，记为H。
对任意三角形ABC，H的定义如下：1. 三角形的三条高或垂直平分线相交于一点，该点就是垂心。
垂心有以下重要性质：1. 垂心到三边距离之积为定值，等于三角形面积的两倍。
2. 垂心是内心和外心的共轭点，也是三角形的唯一一个同时与三边相切的圆心。
3. 对于锐角三角形，垂心在三角形内部；对于直角三角形，垂心在斜边上；对于钝角三角形，垂心在三角形外部。
4. 垂心是三角形三个中线的交点。
四、重心重心是指三角形三条中线的交点，记为G。
三角形重心、垂心、内心、外心的向量性质及简单应用
中学数学研究
41
三角形重心、垂心、内心、外心的向量性质及简单应用
广东省珠海市斗门区第一中学 (519100) 陈水松
一、三角形四心的表述与性质
(一) 重心——三角形三条边上的中线的交点叫做三角
形的重心. 重心将中线长度分成 2: 1 的两部分. 1. −O→A + −O−→B + −O−→C = −→0 ⇔O 是 △ABC 的重心.
AC BC −→ + −−→
.
|AC| |BC|
|−B−B+−−→ →CCb| −B)−→C, 所
= 以
4.
−−→ PO
=
−→ aP A
−−→ + bP B + a+b+c
−−→ cP C
⇔
O
为
△ABC
的内心,
P 为平面上任意点.
(二) 垂心——三角形三条高线的交点叫做三角形的垂
证明
因为
O
为
△ABC
证 法 1 设 O(x, y), A(x1, y1), B(x2, y2), C(x3, y3),
−→ −−→ −−→ OA+OB+OC
=
−→0
⇔
x=
x1 + x2 + x3
(x1 − x) + (x2 − x) + (x3 − x) = 0 (y1 − y) + (y2 − y) + (y3 − y) = 0
=
−→0 ,
所以
−→ AO
=
2−O−→D,
所以
A、O、D
三点共线,
三角形的内心与外心的性质
三角形的内心与外心的性质三角形是平面几何中最基本的图形之一，而三角形的内心和外心则是这个图形中具有重要性质的点。
本文将介绍三角形内心和外心的定义、性质以及它们在解决几何问题中的应用。
一、三角形的内心内心是指三角形内一个特殊的点，它与三角形的三个顶点之间的距离之和最短。
我们将这个点称为三角形的内心，用I来表示。
内心具有以下性质：1. 内心是三角形的内切圆的圆心。
所谓内切圆，是指与三角形的三条边相切于各边的中点，且与三边的交点构成的圆。
2. 内心到三角形的三条边的距离相等。
这是因为内切圆相切于三边的中点，所以到各边的距离相等。
3. 内心所在的直径和三角形的内角平分线重合。
因此，通过内心可以得到三角形内角平分线的重要性质。
二、三角形的外心外心是指三角形外接圆的圆心，此圆恰好与三角形的三个顶点共线。
我们将这个点称为三角形的外心，用O来表示。
外心具有以下性质：1. 外心位于三角形的三边的垂直平分线交点上。
所谓垂直平分线，是指与三边垂直且通过三边中点的直线。
2. 外心到三角形的三个顶点的距离相等。
外心是外接圆的圆心，而外接圆与三个顶点相切，所以到各个顶点的距离相等。
3. 外心所在的直径和三角形的外角平分线重合。
因此，通过外心可以获得三角形外角平分线的重要性质。
三、内心和外心的应用内心和外心是三角形中非常重要的点，它们在解决几何问题中有着广泛的应用。
以下是一些常见的应用场景：1. 定位：内心和外心可以用来定位三角形在平面坐标系中的位置，帮助我们准确地画出三角形。
2. 证明：内心和外心可以用来证明三角形性质。
通过利用内心和外心所在的直径与角平分线重合的性质，可以推导出许多三角形性质的定理。
3. 问题求解：内心和外心在解决三角形相关问题时提供了有用的信息。
例如，通过外心可以确定三角形的外接圆半径和外接圆心坐标，从而帮助我们计算三角形的面积和周长。
总结：三角形内心和外心是基于三角形内切圆和外接圆的特殊点。
它们具有许多重要的性质，可以应用于几何证明、问题求解等方面。
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1 / 3 三角形内心的性质及其应用
一．基础知识
三角形的内切圆的圆心简称为三角形的内心，内心有下列优美的性质：
性质1：设I 为ΔABC 的内心，则I 到ΔABC 三边的距离相等；反之亦然。
性质2：设I 为ΔABC 的内心，则∠BIC = 90 °+∠A/2,类似地还有两式。
性质3：设I 为ΔABC 的内心，BC = a, AC = b, AB = c, I 在BC 、AC 、AB 上射影分别为D 、
E 、
F ；内切圆半径为r,令p = (a+b+c) /2 , 则⑴S ΔABC = p r ; ⑵2ABC S r a b c
∆=++ ； ⑶AE = AF = p-a ,BD = BF = p-b , CE = CD = p-c ; ⑷ abcr = p·AI·BI·CI .
性质4：三角形一内角平分线与其外接圆的交点到另两顶点的距离与到内心的距离相等；反
之，若I 为ΔABC 的∠A 平分线AD （D 在ΔABC 的外接圆上）上的点，且DI = DB ，则I 为ΔABC 的内心。
性质5：设I 为ΔABC 的内心，BC = a, AC = b, AB = c, ∠A 的平分线交BC 于K ，交ΔABC
的外接圆于D ，则AI AD DI b c KI DI DK a
+=== 性质6：过ΔABC 内心I 任作一直线，分别交AB 、AC 于P 及Q 两点，则
AB AC AC AB AB AC BC AP AQ
+=++ 或sin sin sin sin sin AB AC B C A B C AP AQ
∠+∠=∠+∠+∠ 性质7：设ΔABC 的内心为I ，ΔABC 内一点P 在BC 、CA 、AB 上的射影分别为D 、E 、F ，
当P 与I 重合时，和式
BC CA AB PD PE PF
++的值最小。
2 / 3
性质8：设I 1为ΔABC 的内心，R 为ΔABC 的外接圆的半径，则
sin sin sin sin sin sin 222222
IA IB IC B C A C B A ==∠∠∠∠∠∠ 二、综合应用：
例1．如图，D 是ΔABC 的内心，E 是ΔABD 的内心，F 是ΔBDE 的内心。
若∠BDE 的
度数为整数，求∠BFE 的最小度数。
例2．如图，设点M 是ΔABC 的BC 边的中点，I 是其内心，AH 是BC 边上的高，E 为直
线IM 与AH 的交点。
求证：AE 等于切圆半径r.
例3．如图，设P 为ΔABC 内一点，∠APB-∠ACB = ∠APC-∠ABC .又设D 、E 分别是
ΔAPB 及ΔAPC 的内心，证明：AP 、BD 、CE 交于一点。
（第33届IMO 第2题）
例4．如图，设三角形的外接圆半径、内切圆半径分别为R 、r, 其外心、内心分别为O 、I ，
若IO = d, 则d 2 = R 2 – 2Rr.
例5．如图，设ΔABC
的外接圆O 的半径为R ，内心为I ，∠B = 60 ° , ∠A<∠C, ∠A 的外
角平分线交圆O 于E ，证明：⑴IO = AE ；⑵)R.
例6．如图，在ΔABC 中，有一个圆O ’内切于ΔABC 的外接圆O ，并且与AB 、AC 分别相
切于P 、Q 。
求证：线段PQ 的中点I 是ΔABC 的内心。
例7．ΔABC 的∠A 的平分线与ΔABC 的外接圆交于D ，I 是ΔABC 的内心，M 是边BC 的
中点，P 是I 关于M 的对称点（设点P 在圆内），延长DP 与外接圆交于点N 。
试证：在AN 、BN 、CN 三条线段中，必有一条线段中另两条线段之和。
例8．如图，在ΔABC 中，O 是外心，I 是内心，∠C = 30 °, 边AC 上的点D 与边BC 上的
点E ，使AD = BE = AG ，求证：OI ⊥DE ，OI = DE 。
例9．如图，在ΔABC 中，AB = 4 ，AC = 6，BC = 5，；∠A 的平分线AD 交ΔABC 的外接
圆于K 。
O 、I 分别为ΔABC 的外心、内心。
求证：OI ⊥AK 。
例10．如图，在直角三角形ABC 中，AD 是斜边BC 上的高，连结ΔABD 的内心与ΔA CD 的内心的直线，分别与AB 边交于K ，与AC 边交于L ，ΔABC 与ΔAKL 的面积分别记为S 与T ，求证：S ≥2T.
3 / 3 例11．如图，在ΔABC 中，AB ≠AC, AD ⊥BC , D 为垂足，过R tΔABD 的内心O 1和R tΔACD
的内心O 2的直线交AB 于K ，交AC 于L ，若AK = AL ，则∠BAC = 90 °.强化训练
1．已知圆O 1与圆O 2于点C ，延长O 1A 交圆O 2于点C ，延长O 2A 交圆O 1于点D ，求证：
A 是ΔBCD 的内心。
2．在R tΔAB C 中，∠C = 90 °, CD 是斜边上的高，O 1 、O 2分别是ΔA CD 和ΔB CD 的内心，求证：∠AO 2C =∠BO 1C.
3．设ΔAB C 的内切圆I 与AB 、AC 边分别切于点E 、F ，射线BI 、CI 分别交EF 于点M 、N 。
试证：四边形AMIN 与ΔIB C 的面积相等。
4．设I 为ΔAB C 的内心，CI 的延长线分别交边AB 及外接圆于D 、K ，求证： ()1111ID IK IC -=；()21IC ID ID DK
-= 5．在梯形ABCD 中，BC// DA ，对角线AC 与BD 相交于P ，记ΔPAB, ΔPBC, ΔPCD, ΔPDA, 的内切圆半径为r 1、r 2、r 3、r 4 ,且
13241111r r r r +=+，求证：AB+CD = BC+DA 。