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中二的LittleBoy查看:8 回复:4 评论:8 创建时间:2022-12-28T00:41:00
相信学三角形的朋友,都知道这三角形的五心:内(I)外(O)重(G)垂(H)旁(O').
我们都知道,这几个点都是那几条线交于一点所成,但很多人还是不知道怎么回事啊:凭啥好端端几条线,必须交于一点呢?各管各的不行吗?
所以我今天就给大家拢吧拢吧这五心的证明过程,以及一点拓展,全是干货,还可以在全班同学面前装杯哦【doge】(为此还特地给你们用几何画板)
一:贼提莫好证型,内,外,旁.
这三个,只要你把三角形基础学会了,你都会.
1.内心:三条角平分线的交点
证:AD,BE分别是∠BAC,∠ABC的角平分线,交于I.
∴I到AB的距离=I到AC的距离;I到AB的距离=I到BC的距离
∴I到AC的距离=I到BC的距离
∴I在∠ACB角平分线上.
∴三角形三条角平分线交于一点,且到三边距离相等.

2.外心:三边中垂线的交点
证:OD,OE分别为BC,AC的中垂线.
∴OC=OB,OB=OA
∴OA=OB.
∴三角形三边中垂线交于一点

3.旁心:三角形一个内角和两个不相邻的外角角平分线交点
证:AO',BO'为△ABC两个外角的角平分线.
∴O'到AB的距离=O'到AC的距离;O'到AB的距离=O'到BC的距离
∴O'到AC的距离=O'到BC的距离
∴O'在∠ABC角平分线上.

二:想证但又证不出来型
遇到这种怎么办呢?哎,就需要那么一点,思维.这可以是平面几何五大定理,即梅(涅劳斯定理)赛(瓦定理)托(勒密)西(姆松定理)欧(拉线),这次我顺便会把欧拉线证一下,剩下的下次搞.
4.重心:三边中线交点
重心嘛,你说很难,确实,它要几个相似搞出来;你说简单,确实,直接赛瓦定理逆定理整出来就行.
赛瓦定理逆定理是什么呢?大概意思就是:△ABC三边AB,BC,CA上有三点D,E,F,若(AD/DB)·(BE/EC)·(CF/FA)=1,则CD,AE,BF三线交于一点.
而在这里,都是中点了,那肯定满足上面的式子嘛,所以三线交于一点G.
5.垂心:三边高线交点
这玩意我重点说,因为我写着写着,突然又想到另一种绝妙的证法,不用搞这么多
法1)转化为中垂线
分别过A,B,C作BC,CA,AB的平行线,交于D,E,F三点.
∴△ABC∽△DEF
又∵易证四边形ACBF,ACDB为平行四边形
∴BD=BF
同理可得,AE=AF,CD=CE
∴△ABC三边的高线就是△DEF三边的中垂线.
∴三角形三条高线交于一点.

法2)直接导共圆(刚想到的)
分别过B,C作CA,AB的垂线,垂足为E,F.
则B,D,H,F共圆,C,D,H,E共圆,B,C,E,F共圆.
∴∠BDF=∠BHF,∠CDE=∠CHE,∠EBF=∠ECF,∠FBH=∠FDH,∠ECH=∠EDH,∠BHF=∠CHE
∴∠BDF=∠CDE,∠EDH=∠FDH
∵∠ADB=∠ADC=90°

三:那么一点点拓展——欧拉线
这个玩意是这么说的:三角形的外心,垂心,重心三点共线,此线名为欧拉线,且GH=2OG
证:作△ABC的外接○O,连结BO并延长交○O于点K,过A,C作BC,AB的垂线,垂足为D,E,交于点H,过O作OM⊥BC,垂足为M,连结AM,OH交于点G,连结KA,KC.(冗长的辅助线,但可以做,只需证G为重心)
易得O,H为△ABC的外心,垂心,△OMG∽△AHG
∵OM⊥BC
∴BM=CM,即M为BC中点
∵O为BK中点,
∴CK=2OM
∵BK为直径,
∴∠BAK=∠BCK=90°
∴AK∥CH,CK∥AH
∴四边形AKCH为平行四边形
∴AH=CK=2OM
∴AG=2MG,OG=2HG
∴G为△ABC的重心,且GH=2OG
(本帖为本人原创,证明方法如有雷同,纯属巧合)