
三角形ABC内有一点P,且a*向量PA+b*向量PB+c*向量PC=0,且三角形ABC的面积等于s,求三角形PAB面积
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点P是三角形的内心的充要条件是a*向量PA+b*向量PB+c*向量PC=0。
【证明】:
设BP与AC相交于E,CP与AB相交于F,
∵P是内心
∴b/a=AF/BF,c/a=AE/CE
过A作CP的平行线,与BP的延长线相交于N,过A作BP的平行线,与CP的延长线相交于M,
所以四边形PMAN是平行四边形
根据平行四边形法则,得
向量PA
=向量PM+向量PN
=(PM/CP)*向量CP+(PN/BP)*向量BP
=(AE/CE)*向量CP+(AF/BF)*向量BP
=(c/a)*向量CP+(b/a)*向量BP∴a*向量PA=b*向量BP+c*向量CP
∴a*向量PA+b*向量PB+c*向量PC=向量0
内心到三条边的距离相等。
所以△PAB、△PBC、△PCA的面积比=c:a:b,
△PAB的面积/△ABC面积=c/(a+b+c),
△ABC的面积等于s,
所以△PAB的面积= cs/(a+b+c).
【证明】:
设BP与AC相交于E,CP与AB相交于F,
∵P是内心
∴b/a=AF/BF,c/a=AE/CE
过A作CP的平行线,与BP的延长线相交于N,过A作BP的平行线,与CP的延长线相交于M,
所以四边形PMAN是平行四边形
根据平行四边形法则,得
向量PA
=向量PM+向量PN
=(PM/CP)*向量CP+(PN/BP)*向量BP
=(AE/CE)*向量CP+(AF/BF)*向量BP
=(c/a)*向量CP+(b/a)*向量BP∴a*向量PA=b*向量BP+c*向量CP
∴a*向量PA+b*向量PB+c*向量PC=向量0
内心到三条边的距离相等。
所以△PAB、△PBC、△PCA的面积比=c:a:b,
△PAB的面积/△ABC面积=c/(a+b+c),
△ABC的面积等于s,
所以△PAB的面积= cs/(a+b+c).
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追问
∴b/a=AF/BF,c/a=AE/CE
怎么得到的?
追答
这是角平分线的性质,角平分线分对边成比例,
比如BE是角平分线,则AE/CE=AB/BC,即AE/CE=c/a
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以下是平面向量中熟知的结果:
引理:A、B是平面上不同两点,PX=u*PA+v*PB,则点X在直线AB上当且仅当u+v=1。
解:延长CP交AB于D,由已知a*向量PA+b*向量PB= -c*向量PC,记向量p=(a*向量PA+b*向量PB)/(a+b),则向量p=[-c/(a+b)]*向量PC,所以 向量p与向量PC共线,从而也与向量PD共线,
又因为由引理知向量p是始点为P终点在直线AB上的向量,这只能是向量PD,即向量p=向量PD,
所以向量PD=[-c/(a+b)]*向量PC,所以c与a+b同号且PD:PC=c/(a+b),所以PD:CD=c/(a+b+c)所以同底的三角形S△PAB:S△ABC=c/(a+b+c),所以S△PAB=sc/(a+b+c),
引理:A、B是平面上不同两点,PX=u*PA+v*PB,则点X在直线AB上当且仅当u+v=1。
解:延长CP交AB于D,由已知a*向量PA+b*向量PB= -c*向量PC,记向量p=(a*向量PA+b*向量PB)/(a+b),则向量p=[-c/(a+b)]*向量PC,所以 向量p与向量PC共线,从而也与向量PD共线,
又因为由引理知向量p是始点为P终点在直线AB上的向量,这只能是向量PD,即向量p=向量PD,
所以向量PD=[-c/(a+b)]*向量PC,所以c与a+b同号且PD:PC=c/(a+b),所以PD:CD=c/(a+b+c)所以同底的三角形S△PAB:S△ABC=c/(a+b+c),所以S△PAB=sc/(a+b+c),
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