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        關(guān)于一個向量等式的聯(lián)想

        2011-08-27 02:42:54430050武漢第二十三中學(xué)何同海
        中學(xué)數(shù)學(xué)雜志 2011年13期
        關(guān)鍵詞:外心引例研究成果

        430050 武漢第二十三中學(xué) 何同海

        自從向量內(nèi)容加入新教材以來,一直是高考的重要對象,而且隨著廣大教學(xué)教研者的關(guān)注和不斷深入研究,我們對于向量及向量方法的理解越來越深刻.筆者在閱讀和學(xué)習(xí)別人的研究成果的同時,也得出了一些啟示,現(xiàn)整理成文和廣大讀者分享.

        首先我們來看一個大家熟悉的向量等式和它的證明.

        分析 向量等式中含有三角形面積,自然聯(lián)想到正弦定理面積公式,考慮到等式中出現(xiàn)的量的對稱性,若取出單位向量,則等式得到有效轉(zhuǎn)化.

        原命題可轉(zhuǎn)化為證:e1sinα+e2sinβ+e3sinγ=0.

        從而有e1sinα+e2sinβ+e3sinγ=0,故原命題成立.

        由等式的結(jié)構(gòu),很容易聯(lián)想到三角形五“心”的充要條件,通過對比,可發(fā)現(xiàn)以下結(jié)論.

        聯(lián)想1 若O為△ABC的重心,則

        (這是三角形重心的充要條件)

        聯(lián)想2 若O為△ABC的內(nèi)心,則

        (a,b,c為三角形 ABC 三個內(nèi)角 A,B,C 的對邊,r為三角形ABC內(nèi)切圓的半徑)

        (這是三角形內(nèi)心的充要條件)

        聯(lián)想3 若O為銳角△ABC的外心,則

        (這可以看成是三角形外心的充要條件.值得注意的是考慮到與引例的一致性,我們將條件強(qiáng)化為銳角三角形,實際上,對于一般的三角形,此結(jié)論仍然成立.讀者可自己證明直角三角形和鈍角三角形的情況.)

        下面,我們嘗試用我們得到的方法和結(jié)論解決一些向量問題.

        說明 方法1是大家解決這道題的通常辦法,方法2利用本文引例更加直觀,一目了然.

        說明 方法1利用角平分線的向量表示方法,利用平面向量基本定量,得到此值.方法2利用本文聯(lián)想更有推廣價值.

        由聯(lián)想3得

        說明 方法1利用外心的性質(zhì)反復(fù)構(gòu)造關(guān)于待求量的方程,計算上較為繁瑣.方法2利用本文聯(lián)想3解決起來順理成章,而且基本無計算.

        法1 分析:由條件結(jié)構(gòu)聯(lián)想到向量的分解,再利用面積公式尋找關(guān)系,過P作AC,AB的平行線交AB于點(diǎn)M,交AC于點(diǎn)N,則有

        聯(lián)想本引理直接得

        說明 方法利用向量的分解找到了P點(diǎn)的相對位置,確定了M,N邊上的分比,從而發(fā)現(xiàn)了小三角形面積和大三角形面積的關(guān)系.方法2利用本文引例,采用統(tǒng)一的解決模式,很快找到了大小三角形的關(guān)系.

        一個人力量是有限的,希望讀者通過對本文的閱讀,啟發(fā)更多的智慧火種,將對本問題的研究不斷深入下去,得出更多的研究成果.

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