本文介紹一個(gè)關(guān)于三角形面積問題的結(jié)論,供讀者參考.
結(jié)論:若P是△ABC內(nèi)的一點(diǎn),且x+y+z=.(x,y,z∈R)則S∶S∶S=x∶y∶z,且S+S+S=.
證明:如圖,分別在直線PA,PB,PC上取A′,B′,C′,使得=x,=y,PC′=z,則++=.
故P是△A′B′C′的重心,則S=S=S=S,而===,即S=yzS.
同理,S=xzS,S=xyS,∴S∶S∶S=∶∶=x∶y∶z,而x+y+z=,
∴xS+yS+zS=S=
∴xyzS+yxzS+zxyS=.
∴S+S+S=.
不難得到下述結(jié)論:
?。?)若P是△ABC的重心,則S∶S∶S=1∶1∶1,且S+S+S=.
?。?)若P是△ABC的內(nèi)心,S∶S∶S=a∶b∶c(其中a,b,c為△ABC的三邊),且a+b+c=.
?。?)若P是△ABC的外心,則S∶S∶S=sin2A∶sin2B∶sin2C或S∶S∶S=acosA∶bcosB∶csocC(其中a、b、c為△ABC的三邊,A、B、C為△ABC的三內(nèi)角),且sin2A+sin2B+sin2C=,或acosA+bcosB+ccosC=0.
?。?)若P是△ABC的垂心,則S∶S∶S=tanA∶tanB∶tanC(其中A、B、C為△ABC的三內(nèi)角),且tanA+tanB+tanC=.
下面舉例說明此結(jié)論的應(yīng)用.
例1.(2004年全國(guó)數(shù)學(xué)聯(lián)賽試題)設(shè)點(diǎn)O在△ABC內(nèi)部,且有+2+3=.則△ABC的面積與△AOC的面積的比為()
A.2. B.C.3 D.
解析:由上述結(jié)論可知S∶S∶S=1∶2∶3,故==3.故選C.
例2.(2008年全國(guó)數(shù)學(xué)聯(lián)賽江蘇預(yù)賽試題)已知點(diǎn)O在△ABC內(nèi)部,+2+2=.△ABC與△OCB的面積之比為.
解析:由上述結(jié)論可知S∶S=5∶1.
例3.(2006年全國(guó)數(shù)學(xué)聯(lián)賽吉林預(yù)賽試題)已知P是△ABC內(nèi)的一點(diǎn),且3+4+5=,那么,△APB,△BPC,△APC的面積之比為.
解析:由上述結(jié)論可知S∶S∶S=5∶3∶4.
例4.(2008年全國(guó)數(shù)學(xué)聯(lián)賽吉林預(yù)賽試題)已知A、B、C是平面上不共線的三點(diǎn),O是三角形ABC的重心,動(dòng)點(diǎn)P滿足=?++2,則P點(diǎn)一定為三角形的()
A.AB邊中線的中點(diǎn)B.AB邊中線的三等分點(diǎn)(非重心)
C.重心 D.AB邊的中點(diǎn)
解析:由題設(shè)O是三角形ABC的重心,所以由上述結(jié)論可知++=,因此=?++2=(++4)=?(-+4)=,故P在AB邊中線的三等分點(diǎn)處(非重心),故選B.
例5.設(shè)P是△ABC內(nèi)的一點(diǎn),且滿足=+,則=,S+S+SPC=.
解析:由題設(shè)得=(-)+(-),整理得:9+4+3=,由上述結(jié)論可S∶S∶S=9∶4∶3,∴=,S+S+S=.
例6.(2009年全國(guó)數(shù)學(xué)聯(lián)賽吉林預(yù)賽試題)已知I是△ABC內(nèi)的內(nèi)心,AC=2,BC=3,AB=4,若=x+y,則x+y的值為()
A. B. C. D.
解析:由已知得=x(-)+y(-),整理得(1-x-y)+x+y=,由上述結(jié)論可知(1-x-y)∶x∶y=a∶b∶c=3∶2∶4,故x+y=+=,選B.
參考文獻(xiàn):
[1]中國(guó)數(shù)學(xué)會(huì)普及工作委員會(huì).2010高中數(shù)學(xué)聯(lián)賽備考手冊(cè)(預(yù)賽試題集錦).華東師范大學(xué)出版社.