高三的你头疼三角形四心的向量特性,今天告诉你内心

微信公众号后台问问题的童鞋比较多,我个人精力非常非常地有限,偶尔我稍闲一点的时候选几个有典型意义的题目和大家分享解法.

不只是学生才需要解题,作家王蒙在下放时爱解平面几何题,一方面是练脑子,另一方面也是营造自己的精神小世界,把纷繁复杂的外物隔绝在外.

所以,没事的时候,解几道你感兴趣的题目,不一定是数学题,也能让你暂时忘却外界的烦恼.

闲话少叙,进入正题.

1

问题源起、四心介绍

微信昵称为“来者犹可追”的朋友问到下面这道题.

高三的你头疼三角形四心的向量特性,今天告诉你内心


平面向量往深处考察的话,就会与三角形的四心联系到一起.

我们常说的三角形四心是哪四个呢?

内心、外心、重心、垂心.

内心,全名叫三角形内切圆圆心,它是三个内角平分线的交点.

外心,全名叫三角形外接圆圆心,它是三边垂直平分线的交点.

重心,它是三角形三边上的三条中线的交点.

垂心,它是三角形三边上的三条高线的交点.

当然,也有读者提到三角形有五心啊.

那么,剩下的这个心就是旁心.

与三角形的一边及其他两边的延长线都相切的圆叫三角形旁切圆,旁切圆的圆心成为旁心.

不过,旁心用的少、考的少,所以我们不做过多研究.

2

本篇研究内心的向量特性

本题求解向量的数量积,前提是要了解三角形内心的向量表示.

高三的你头疼三角形四心的向量特性,今天告诉你内心


三角形的内心是三条角平分线AD,CE,BF的交点.

设AB=c,AC=b,BC=a,I为三角形的内心,则有下面的向量等式:

高三的你头疼三角形四心的向量特性,今天告诉你内心


类似地,还有如下两个向量等式:

高三的你头疼三角形四心的向量特性,今天告诉你内心


高三的你头疼三角形四心的向量特性,今天告诉你内心


以上的向量等式如何证明,留待有兴趣的朋友们去探求.也欢迎你发给我你的探究过程.

有了这个结论做基础,往下就好办了.

高三的你头疼三角形四心的向量特性,今天告诉你内心


继续化简并代入数值.

高三的你头疼三角形四心的向量特性,今天告诉你内心


以后有空的时候,再写一写三角形其它心的向量表示.

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