平面向量与三角形的“四心”
在三角形中,重心、内心、垂心和外心简称“四心”,它们与向量知识的整合,既自然又表达形式多样,在新高考试题中,总会出现一些与“四心”相关的既新颖又别致的试题,不仅考查了向量的表示与运算、性质等知识点,而且培养了考生“以向量为工具”的逻辑推理能力.
一、平面向量与三角形的重心
(1)已知点O为△ABC所在平面内一点,若动点P满足OP=OA+λ(AB+AC)(λ≥0),则动点P的轨迹一定经过△ABC的()
A.外心 B.内心
C.垂心 D.重心
(2)在△ABC中,O为△ABC的重心,若BO=λAB+μAC,则λ-2μ=.
听课记录
规律方法
设O是△ABC的重心,P为平面内任意一点,则有以下结论:
(1)OA+OB+OC=0;
(2)PO=13(PA+PB+PC
(3)动点P满足AP=λ(AB+AC)或OP=OA+λ(AB+AC),λ∈[0,+∞),则动点P经过三角形的重心.
二、平面向量与三角形的垂心
(1)P是△ABC所在平面上一点,若PA·PB=PB·PC=PC·PA,则P是△ABC的()
A.外心B.内心
C.重心 D.垂心
(2)已知O是平面上的一定点,A,B,C是平面上不共线的三个动点,点P满足OP=OA+λAB|AB|cosB+AC|AC|cosC(λ
A.重心 B.外心
C.垂心 D.内心
听课记录
规律方法
设O是△ABC的垂心,P为平面内任意一点,则有以下结论:
(1)OA·OB=OB·OC=OC·OA;
(2)|OA|2+|BC|2=|OB|2+|CA|2=|OC|2+|AB|2;
(3)动点P满足AP=λ(AB|AB|cosB+AC|AC|cosC)或OP=OA+λ(AB|AB|cosB
三、平面向量与三角形的内心
(1)若△ABC的三边为a,b,c,有a·OA+b·OB+c·OC=0,则O为△ABC的()
A.外心 B.内心
C.重心 D.垂心
(2)在△ABC中,AB=5,AC=6,cosA=15,O是△ABC的内心,若OP=xOB+yOC,其中x,y∈[0,1],则动点P的轨迹所覆盖图形的面积为(
A.1063 B
C.43 D.62
听课记录
规律方法
设O是△ABC的内心,P为平面内任意一点,则有以下结论:
(1)|AB|·OC+|BC|·OA+|CA|·OB=0(或aOA+bOB+cOC=0,其中a,b,c分别是△ABC的三边BC,AC,AB的长);
(2)动点P满足AP=λ(AB|AB|+AC|AC|)或OP=OA+λ(AB|AB|+AC|AC|)
四、平面向量与三角形的外心
(1)在△ABC中,设AC2-AB2=2AM·BC,那么动点M的轨迹必经过△ABC的(
A.垂心 B.内心
C.外心 D.重心
(2)已知点G是△ABC内任意一点,若点D是△ABC的底边BC的中点,满足GD·GB=GD·GC,则点G的轨迹经过△ABC的(填:重心、内心、垂心或外心).
听课记录
规律方法
设O是△ABC的外心,则有以下结论:
(1)|OA|=|OB|=|OC|?OA2=OB2=
(2)(OA+OB)·AB=(OB+OC)·BC=(OA+OC)·AC=0.
1.已知点P是△ABC的重心,则AP=()
A.16AB+16AC B
C.23AC+13BC D
2.(2025·贵阳模拟)已知在△ABC中,H为△ABC的垂心,O是△ABC所在平面内一点,且OA+OB=CH,则以下正确的是()
A.点O为△ABC的内心
B.点O为△ABC的外心
C.∠ACB=90°
D.△ABC为等边三角形
3.(2025·淮北一模)已知点A,B,C是平面上不共线的三点,点O为△ABC的外心,动点P满足条件:OP=13[(1-λ)OA+(1-λ)OB+(1+2λ)OC](λ∈R,λ≠0),则点P的轨迹一定经过△ABC的()
A.内心 B.垂心
C.重心 D.AB边的中点
4.〔多选〕数学家欧拉在1765年发表的《三角形的几何学》一书中提出定理:三角形的外心、重心、垂心依次位于同一条直线上,且重心到外心的距离是重心到垂心距离的一半,此直线被称为三角形的欧拉线,该定理则被称为欧拉线定理.设点O,G,H分别是△ABC的外心、重心、垂心,且M为BC的中点,则(