高中竞赛数学讲义第17讲三角形的五心 下载本文

本节“情景再现”解答 A1.证明 如图,连GA,因为M、N分别为AB、CA的中点,所以△AMG的面积=△GBM的面积,△GAN的面积=△GNC

NM的面积, G 即四边形GMAN和△GBC的面积相等. CB2.证明 如图,O为ΔABC的外心,H为垂心,连CO交ΔABCA外接圆于D,连DA、DB,则DA⊥AC,BD⊥BC,又AH⊥BC,BH⊥AC.所以DA∥BH,BD∥AH,从而四边形DAHB为平

HKN行四边形。又显然DB=2OM,所以AH=2OM. D 同理可证 BH=2ON,CH=2OK.证毕.

O

BC M3.提示:设O1,O2,O3是△APS,△BQP,△CSQ的外心,

作出六边形O1PO2QO3S后再由外心性质可知∠PO1S=2∠A,∠QO2P=2∠B,∠SO3Q=2∠C.

∴∠PO1S+∠QO2P+∠SO3Q=360°.从而又知∠O1PO2+∠O2QO3+∠O3SO1=360° 将△O2QO3绕着O3点旋转到△KSO3,易判断△KSO1≌△O2PO1, 1

同时可得△O1O2O3≌△O1KO3.∴∠O2O1O3=∠KO1O3=∠O2O1K

2111

= (∠O2O1S+∠SO1K)= (∠O2O1S+∠PO1O2)= ∠PO1S=∠A; 222

同理有∠O1O2O3=∠B.故△O1O2O3∽△ABC.

4.提示:将△ABC简记为△,由三中线AD,BE,CF围成的三角形简记为△'.G为重心,

连DE到H,使EH=DE,连HC,HF,则△'就是△HCF. (1)a2,b2,c2成等差数列?△∽△'.若△ABC为正三角形,易证△∽△'.不妨设a≥b≥c,有

CF=

1112a2?2b2?c2,BE=2c2?2a2?b2,AD=2b2?2c2?a2. 222333a,BE=b,AD=c. 222 将a2+c2=2b2,分别代入以上三式,得CF=

∴CF:BE:AD =

333a:b:c=a:b:c. 故有△∽△′. 222S?'CF2

=(). S?a (2)△∽△′?a2,b2,c2成等差数列.当△中a≥b≥c时, △′中CF≥BE≥AD.∵△∽△′,∴

S?'33 据“三角形的三条中线围成的新三角形面积等于原三角形面积的”,有=.

S?44CF23 ∴2=?3a2=4CF2=2a2+b2-c2?a2+c2=2b2.

4a

5.证明 连接AC,CE,EA,由已知可证AD,CF,EB是△ACE的三条内角平分线,I为△ACE的内心.从而有ID=CD=DE,IF=EF=FA,IB=AB=BC.

再由△BDF,易证BP,DQ,FS是它的三条高,I是它的垂心,利用

A..Erdos不等式有:

BI+DI+FI≥2·(IP+IQ+IS). 不难证明IE=2IP,IA=2IQ,IC=2IS.

BQ ∴BI+DI+FI≥IA+IE+IC. ∴AB+BC+CD+DE+EF+FA=2(BI+DI+FI)

IP ≥(IA+IE+IC)+(BI+DI+FI)=AD+BE+CF. S I就是一点两心.

C6.提示:设AM为高亦为中线,取AC中点 DAF,E必在DF上且DE:EF=2:1.设

CD交AM于G,G必为△ABC重心.

EFD连GE,MF,MF交DC于K.易证: GFE111DC:(?)DC=2:1. 323 ∴DG:GK=DE:EF?GE∥MF.

DG:GK=

OBKC ∵OD丄AB,MF∥AB,

∴OD丄MF?OD丄GE.但OG丄DE?G又是△ODE之垂心. 易证OE丄CD.

7.提示:辅助线如图所示,作∠DAO平分线交BC于K. 易证△AID≌△AIB≌△EIB,

A∠AID=∠AIB=∠EIB.

I 利用内心张角公式,有 1

∠AIB=90°+∠C=105°,

2

BD30°CFOEK11

∴∠DIE=360°-105°×3=45°. ∵∠AKB=30°+∠DAO=30°+ (∠BAC-∠

22

11

BAO)=30°+ (∠BAC-60°)=∠BAC=∠BAI=∠BEI.

22

∴AK∥IE. 由等腰△AOD可知DO丄AK,∴DO丄IE,即DF是△DIE的一条高.

同理EO是△DIE之垂心,OI丄DE.由∠DIE=∠IDO,易知OI=DE.

习题17解答

1. B;2.A;3.A;4.C;5.选B,只有(3)是对的;

6.略;7.略;8.略;9.略;10.略;11.略;12. H的轨迹是一条线段.

学科网 w。w-w*k&s%5¥u 学科网 w。w-w*k&s%5¥u

[来源:学科网]