?新教材驚現(xiàn)“四心”,距離它現(xiàn)身高考還有多久?
一.重要結(jié)論
1.重心:三角形三條中線的交點(diǎn),重心為

證明:是所在平面內(nèi)一點(diǎn),=0點(diǎn)G是△ABC的重心.
證明:作圖如右,圖中
連結(jié)BE和CE,則CE=GB,BE=GCBGCE為平行四邊形D是BC的中點(diǎn),AD為BC邊上的中線.
將代入=0,得=0,故G是△ABC的重心.(反之亦然(證略))


重心性質(zhì)1.是△ABC所在平面內(nèi)任一點(diǎn).G是△ABC的重心.
證明:
∵G是△ABC的重心∴=0=0,
即,由此可得.(反之亦然(證略))
重心性質(zhì)2. 如圖,已知點(diǎn)G是的重心,過(guò)G作直線與AB,AC兩邊分別交于M,N兩點(diǎn),且,,則.





證明:點(diǎn)G是的重心,知O,
得O,有.又M,N,G三點(diǎn)共線(A不在直線MN上),于是存在,使得,
有=,
得,于是得
2.外心:三角形三條中垂線的交點(diǎn).外心

外心性質(zhì):如圖,為的外心,證明:
1.;,同理可得等.
2.,同理可得等.
3.,同理可得等.
證明:結(jié)合三角形中線向量公式及極化恒等式即可完成證明.
附:如圖,直角三角形中,.
3.內(nèi)心.
三角形三條角平分線的交點(diǎn).內(nèi)心為
內(nèi)心性質(zhì).是平面上的一定點(diǎn),A,B,C是平面上不共線的三個(gè)點(diǎn),動(dòng)點(diǎn)P滿(mǎn)足
,則P點(diǎn)的軌跡一定通過(guò)的( )
A.外心 B.內(nèi)心 C.重心 D.垂心
解:因?yàn)槭窍蛄康膯挝幌蛄吭O(shè)與方向上的單位向量分別為, 又,則原式可化為,由菱形的基本性質(zhì)知AP平分,那么在中,AP平分,則知選B.
4.垂心:三角形三條高線的交點(diǎn).垂心為
垂心性質(zhì).點(diǎn)是△ABC所在平面內(nèi)任一點(diǎn),點(diǎn)是△ABC的垂心.由,
同理,.故H是△ABC的垂心. (反之亦然(證略))
二.典例分析
1.若O在△ABC所在的平面內(nèi),a,b,c是△ABC的三邊,滿(mǎn)足以下條件,則O是△ABC的(?????)
A.垂心 B.重心 C.內(nèi)心 D.外心
解析:且,,
化簡(jiǎn)得,設(shè),又與分別為和方向上的單位向量,
平分,又共線,故平分,同理可得平分,平分,故O是△ABC的內(nèi)心.故選:C.
2.在中,向量與滿(mǎn)足,且,則為(???????)
A.等邊三角形 B.直角三角形 C.銳角三角形 D.等腰直角三角形
解析:∵,∴的角平分線垂直于,根據(jù)等腰三角形三線合一定理得到為等腰三角形,又∵,∴,則為等腰直角三角形,
故選:D.
3.已知是內(nèi)部(不含邊界)一點(diǎn),若,,則(???????)
A. B. C. D.1
解析:如圖,連接AD并延長(zhǎng)交BC與點(diǎn)M,

設(shè)點(diǎn)B到直線AD的距離為,點(diǎn)C到直線AD的距離為,因?yàn)?,所以設(shè),
因?yàn)锳M與向量AD共線,設(shè),,
所以,即,
,所以故選:A
4.已知點(diǎn)是所在平面內(nèi)的動(dòng)點(diǎn),且滿(mǎn)足,射線與邊交于點(diǎn),若,,則的最小值為(???????)
A. B.2 C. D.
解析:表示與共線的單位向量,表示與共線的單位向量,
所以點(diǎn)在的平分線上,即為的角平分線,
在中,,,利用正弦定理知:
同理,在中,
,,
其中,分析可知當(dāng)時(shí),取得最小值,即

5.在中,設(shè),那么動(dòng)點(diǎn)的軌跡必通過(guò)的(???????)
A.垂心 B.內(nèi)心 C.外心 D.重心
【答案】C
6.已知點(diǎn)是銳角的外心,,,,若,則(???????)
A.6 B.5 C.4 D.3
解析:
如圖所示,過(guò)點(diǎn)分別作,,垂足分別為,;則,分別為,的中點(diǎn),∴,
;又,∴,
∵,∴,,
化為①,②,聯(lián)立①②解得,;
∴.故選:B
7.為所在平面內(nèi)一點(diǎn),,,則的面積等于(???????)
A. B. C. D.
解析:如圖所示,以為相鄰邊作平行四邊形,連接,交于點(diǎn),
則為的中點(diǎn),也是的中點(diǎn),
因?yàn)?,所以?br /> 又因?yàn)?,所以?br /> 因?yàn)椋郧遥?br /> 又因?yàn)?,所以,?
所以,
所以的面積.
故選:C.

8.已知外接圓圓心為, G為所在平面內(nèi)一點(diǎn),且.若,則(???????)
A. B. C. D.
解析:取的中點(diǎn),連接AD, 由,知為的重心,則G在AD上,所以,而,
所以,,,四點(diǎn)共線,所以,即,
不妨令,則,.
所以.

故選:C.
9.設(shè)H是的垂心,且,則______.
解析:是的垂心

由題設(shè)得.再由,得,.故.故答案為:
【點(diǎn)睛】
本題考查三角形的垂心與向量關(guān)系求三角形角的余弦值,屬于中檔題.
10.已知點(diǎn)為三角形所在平面內(nèi)的一點(diǎn),且滿(mǎn)足,,則___.
解析:∵, ,∴,
兩邊同時(shí)平方可得,,∴,
∵,則
,故答案為.




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