奔驰定理

事实上,奔驰定理和重心坐标有一定的关系。可以阅读奔驰定理与重心坐标一文以详细了解。#TODO#

image.png奔驰定理: 记点 所对的小三角形面积为 ,则可写作:

证明

image.png

延长 于点 ,记大三角形面积为

容易表示出:

整理得到

考虑到

同理有

三角心五心向量性质

利用奔驰定理,可以将向量与三角形结合起来。

重心

image.png

重心时,由 ,有

的证明,只需证明 ,代入解得 ,证毕。 思路:基底法,连续运用中线性质和共线设比例来表示 ,然后用这两个向量表示基底向量,反解出比例。

外心

image.png

考虑到圆周角与圆心角的关系,有:

根据三角形面积公式,,则可以得到:

如果已知 的比例,则可以反解出对应的角度。

则有

考虑到 ,还可以写成另一个形式:

内心

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对于内心,由于 ,而 相等,因此

则有: 由正弦定理有

垂心

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垂心有一个性质: 利用投影的概念很容易理解。

证明以后补上。#TODO#


需要注意,当 在三角形外是不符合的。需要将面积重新定义才能得到正确的结果。(似乎是用叉乘之类的?)

背诵内容

奔驰定理?

奔驰定理的证明? 利用定比分点表示 用面积比来代替边之比。

重心的向量性质? ​,即 为任意中线的三等分点靠近边的那个点。

外心的向量性质? 圆心角面积公式,结合奔驰定理得到。

已知外心连接出的三个小三角形面积比例,求任意三角形中的角?

已知 ,求 ? 结合奔驰定理。 构造外接圆圆心,则

内心的向量性质?

垂心的向量性质? 邻边向量积相等: 奔驰定理:

例题

三角形二倍角正弦比求角度

中,已知 ,求


考虑到奔驰定理的与外心相关的推论,可以写出:,则 ,而 ,因此不难解出 ,由万能公式,,不难解出 考虑到 ,可以写出 ,则

同理解得

比较套路化的做法,如果知道结论其实不难做。


还有一个比较有技巧性的方法。

,其余几个同理。

同时除以 得到:

不妨设 ,则 ,则 ,则

接下来,,则 ,从而解得

配凑比较需要灵性。