巧用習題證明三角形三條內角平分線交於一點

2021-05-05 17:42:47 字數 1001 閱讀 3354

問題:在學習平面向量一章中,有這樣乙個習題,題目敘述如下:

在△abc中,如果點p為△abc的內角∠a的平分線上任意一點,那麼ap=λ(ab∣ab∣ +ac∣ac∣)(λ∈r +)

證明:如圖,設ab 1=ab∣ab∣,ac 1=ac∣ac∣有∣ab 1∣=∣ac 1∣=1,∠b 1ad=∠c 1ad,ad是公共邊有△ab 1d≌△ac 1d所以b 1d=c 1d,有 ad =12(ab 1+ac 1),即ad=12(ab∣ab∣+ac∣ac∣),又a,d,p三點共線,有ap=μ ad ,ap同向,有μ∈r +,令λ=μ2,所以ap=λ(ab∣ab∣+ac∣ac∣)(λ∈r +),證畢。

定理三角形三條內角平分線交於一點(內心)

已知:在△abc中,∠a,∠b,∠c所對的邊為a,b,c,ad,be,cf分別為

內角∠a,∠b,∠c的平分線,

求證:ad,be,cf交於一點

證明:如圖,令ab=c,ac=b

設ad,be交於點m,下證c,m,f共線,

cm=cb+bm=c-b+x e 2…(1) cm=ca+am=-b+y e 2…(2)其中x,y∈r,

e 1=ab∣ab∣+ac∣ac∣

e 2=ba∣ba∣+bc∣bc∣

e 3=cb∣cb∣+ca∣ca∣

所以有e 1=cc+bb

e 2=-(1a+

1c)c+ba帶入(1),(2)得

e 3=ca-(1a+1b)b

cm=(xa-1)b+[1-(1a+1b)x]c…(3)

cm=(yb-1)b+ycc…(4)所以,有

cm=(xa-1)b+[1-(1a+1b)x]c=(yb-1)b+ycc因為b,c不公線,由平面向量基本定理,任何向量表示法唯一,得

xa-1=yb-1 1-(1a+1b)x=yc

解得x=aca+b+c y=bca+b+c代入(4)有cm=a+ba+b+c[1ac-(1a+1bb],所以cm=a+ba+b+ce 3,得cm// e 3,cf為∠c的平分線,由引理知cf=λe 3(λ∈r +)

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