Question

已知等边三角形ABC和点P，设点P到△ABC的三边AB，AC，BC的距离为h1，h2，h3，△ABC的高AM为h．①当点P在

已知等边三角形ABC和点P，设点P到△ABC的三边AB，AC，BC的距离为h1，h2，h3，△ABC的高AM为h．①当点P在△ABC的一边BC上．如图（1）所示，此时h3=0，可得结论h1+h2+h3______h．（填“＞”或“=”或“＜”）②当点P在△ABC内部时，如图（2）所示；当P在△ABC外部时，如图（3）所示，这两种情况上述结论是否成立？若成立，给予证明；若不成立，写出新的关系式（不要求证明）．

Answer 1

①（1）h=h₁+h₂，理由如下：
连接AP，则 S_△ABC=S_△ABP+S_△APC
∴

1

2

BC?AM=

1

2

AB?PD+

1

2

AC?PF
即

1

2

BC?h=

1

2

AB?h₁+

1

2

AC?h₂
又∵△ABC是等边三角形
∴BC=AB=AC，
∴h=h₁+h₂．


②当点P在△ABC内时，结论成立．证明如下：
如图2，连接PA，PB，PC
∵S_△PAB+S_△PAC+S_△PBC=S_△ABC
∴

1

2

AB?h1+

1

2

AC?h2+

1

2

BC?h3=

1

2

BC?h
∵△ABC是等边三角形
∴AB=AC=BC，
∴h₁+h₂+h₃=h
当点P在△ABC外时，结论不成立，
理由如下：如图（3）连接PB，PC，PA
由三角形的面积公式得：S_△ABC=S_△PAB+S_△PAC-S_△PBC，
即

1

2

BC?AM=

1

2

AB?PD+

1

2

AC?PE-

1

2

BC?PF，
∵AB=BC=AC，
∴h₁+h₂-h₃=h．