向量在平面几何中解题的应用复习旧知:(1)向量共线的条件:与共线(2)向量垂直的条件:(3)两向量相等的条件:且方向相同。1.应用向量知识证明平面几何有关定理例1、证明直径所对的圆周角是直角ABCO如图所示,已知⊙O,AB为直径,C为⊙O上任意一点。求证∠ACB=90°
分析
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:要证∠ACB=90°,只须证向量,即。解:设则,由此可得:即,∠ACB=90°思考:能否用向量坐标形式证明?练习1:证明平行四边形四边平方和等于两对角线平方和ABDC已知:平行四边形ABCD求证:分析:因为平行四边形对边平行且相等,故设其它线段对应向量用它们
表
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示。ABDC解:设,则∴2.应用向量知识证明三线共点、三点共线例2、已知:如图AD、BE、CF是△ABC三条高求证:AD、BE、CF交于一点FABCDEABCDEH分析一:设AD与BE交于H,只要证CH⊥AB,即高CF与CH重合,即CF过点H只须证由此可设如何证?利用AD⊥BC,BE⊥CA,对应向量垂直。2.应用向量知识证明三线共点、三点共线例2、已知:如图AD、BE、CF是△ABC三条高求证:AD、BE、CF交于一点FABCDEABCDEH设例2、已知:如图AD、BE、CF是△ABC三条高求证:AD、BE、CF交于一点HFABCDE分析二:如图建立坐标系,设A(0,a)B(b,0)C(c,0)只要求出点H、F的坐标,就可求出 、 的坐标进而确定两向量共线,即三点共线。再设H(0,m)F(x,y)由A、B、F共线;CF⊥AB对应向量共线及垂直解得:可得:例2、已知:如图AD、BE、CF是△ABC三条高求证:AD、BE、CF交于一点HFABCDE可得:可得:即 而CF、CH有公共点C,所以C、H、F共线,即AD、BE、CF交于一点CHCF//练习2:如图已知△ABC两边AB、AC的中点分别为M、N,在BN延长线上取点P,使NP=BN,在CM延长线上取点Q,使MQ=CM。求证:P、A、Q三点共线ABCNMQP解:设则由此可得练习2:如图已知△ABC两边AB、AC的中点分别为M、N,在BN延长线上取点P,使NP=BN,在CM延长线上取点Q,使MQ=CM。求证:P、A、Q三点共线ABCNMQP即故有,且它们有公共点A,所以P、A、Q三点共线因为:3.应用向量知识证明等式、求值例3、如图ABCD是正方形M是BC的中点,将正方形折起,使点A与M重合,设折痕为EF,若正方形面积为16,求△AEM的面积ABCDMNEF分析:如图建立坐标系,设E(e,0)M(4,2),N是AM的中点故N(2,1)=(2,1)-(e,0)=(2-e,1)解得:e=2.5故△AEM的面积为5例3、如图ABCD是正方形M是BC的中点,将正方形折起,使点A与M重合,设折痕为EF,若正方形面积为64,求△AEM的面积.ABCDMNEF解:如图建立坐标系,设E(e,0),由正方形面积为64,可得边长为8,由题意可得M(8,4),N是AM的中点,故N(4,2)=(4,2)-(e,0)=(4-e,1)解得:e=5即AE=5练习3、PQ过△OAB的重心G,且OP=mOA,OQ=nOB求证:分析:由题意OP=mOA,OQ=nOB,联想线段的定比分点,利用向量坐标知识进行求解。OABG·PQ由PO=mOA,QO=nOB可知:O分的比为,O分的比为-m -n? ?练习3、PQ过△OAB的重心G,且OP=mOA,OQ=nOB求证:OABG·PQ 由此可设 由向量定比分点公式,可求P、Q的坐标,而G为重心,其坐标也可求出,进而由向量 ,得到mn的关系。练习3、PQ过△OAB的重心G,且OP=mOA,OQ=nOB求证:OABG·PQ证:如图建立坐标系,设所以重心G的坐标为由PO=mOA,QO=nOB可知:即O分 的比为-m,O分 的比为-n练习3、PQ过△OAB的重心G,且OP=mOA,OQ=nOB求证:OABG·PQ即O分的比为-m,O分 的比为-n,求得由向量 可得:化简得:巩固练习:1.证明对角线互相垂直平分的四边形是菱形2.如图O为△ABC所在平面内一点,且满足求证:AB⊥OCABCO