初高中数学衔接教材 §3.2 三角形(含答案).doc

3.2 三角形321 三角形的“四心”三角形是最重要的基本平面图形，很多较复杂的图形问题可以化归为三角形的问题。图3.2-3图3.2-2图3.2-1如图3.2-1 ，在三角形中，有三条边，三个角，三个顶点，在三角形中，角平分线、中线、高（如图3.2-2）是三角形中的三种重要线段。三角形的三条中线相交于一点，这个交点称为三角形的重心。三角形的重心在三角形的内部，恰好是每条中线的三等分点。例1求证三角形的三条中线交于一点，且被该交点分成的两段长度之比为2：1。已知:D、E、F分别为三边BC、CA、AB的中点，图3.2-4求证:AD、BE、CF交于一点，且都被该点分成2：1。证明连结DE，设AD、BE交于点G，D、E分别为BC、AE的中点，则DE/AB，且，且相似比为1：2，。设AD、CF交于点，同理可得，则与重合，AD、BE、CF交于一点，且都被该点分成。图3.2-5三角形的三条角平分线相交于一点，是三角形的内心。三角形的内心在三角形的内部，它到三角形的三边的距离相等。（如图3.2-5）例2已知的三边长分别为，I为的内心，且I在的边上的射影分别为，求证：。证明:作的内切圆，则分别为内切圆在三边上的切点，图3.2-6为圆的从同一点作的两条切线，同理，BD=BF，CD=CE。即。例3 若三角形的内心与重心为同一点，求证：这个三角形为正三角形。已知:O为的重心和内心。求证: 为等边三角形。证明:如图，连AO并延长交BC于D。O为三角形的内心，故AD平分，（角平分线性质定理）图3.2-7O为三角形的重心，D为BC的中点，即BD=DC。，即。同理可得，AB=BC。为等边三角形。图3.2-8三角形的三条高所在直线相交于一点，该点称为三角形的垂心。锐角三角形的垂心一定在三角形的内部，直角三角形的垂心为它的直角顶点，钝角三角形的垂心在三角形的外部。（如图3.2-8）例4求证：三角形的三条高交于一点。已知:中，AD与BE交于H点。求证:。证明:以CH为直径作圆，在以CH为直径的圆上，。同理，E、D在以AB为直径的圆上，可得。，又与有公共角，即。过不共线的三点A、B、C有且只有一个圆，该圆是的外接圆，圆心O为三角形的外心。三角形的外心到三个顶点的距离相等，是各边的垂直平分线的交点。练习1 1.求证：若三角形的垂心和重心重合，求证：该三角形为正三角形。2（1）若ABC的面积为S，且三边长分别为，则的内切圆的半径是 。并请说明理由。（2）若三边长分别为（其中为斜边长），则的内切圆的半径是 。 并请说明理由。3.2.2 几种特殊的三角形图3.2-13图3.2-10等腰三角形底边上三线（角平分线、中线、高线）合一。因而在等腰中，三角形的内心I、重心G、垂心H必然在一条直线上。图3.2-12图3.2-11例5在中，求:（1）的面积及边上的高；（2）的内切圆的半径；（3）的外接圆的半径。解:（1）如图，作于。为的中点，,又,解得。（2）如图，为内心，则到三边的距离均为，连，即，解得。（3）是等腰三角形，外心在上，连，则中，解得在中，为直角，垂心为直角顶点A， 外心O为斜边BC的中点，内心I在三角形的内部，且内切圆的半径为（其中分别为三角形的三边BC,CA,AB的长），为什么？ 该直角三角形的三边长满足勾股定理：。例6如图，在中，AB=AC，P为BC上任意一点。求证：。图3.2-14证明：过A作于D。在中，。在中，。正三角形三条边长相等，三个角相等，且四心（内心、重心、垂心、外心）合一，该点称为正三角形的中心。图3.2-15例7已知等边和点P，设点P到三边AB，AC，BC的距离分别为，的高为，“若点P在一边BC上，此时，可得结论：。”请直接应用以上信息解决下列问题：当（1）点P在内（如图b），（2）点在外(如图c)，这两种情况时，上述结论是否还成立？若成立，请给予证明；若不成立，与之间有什么样的关系，请给出你的猜想（不必证明）。解:（1）当点P在内时，法一如图，过P作分别交于，图3.2-16由题设知，而，故，即。法二如图，连结PA、PB、PC，又，即。（2）当点P在外如图位置时，不成立，猜想：。注意：当点P在外的其它位置时，还有可能得到其它的结论，如，（如图3.2-18，想一想为什么？）等。图3.2-18在解决上述问题时，“法一”中运用了化归的数学思想方法,“法二”中灵活地运用了面积的方法。练习21.直角的三边长为3，4，,则_。2.等腰有两个内角的和是100，则它的顶角的大小是_。3.满足下列条件的，不是直角三角形的是（ ）A. B. C. D.4.已知直角三角形的周长为，斜边上的中线的长为1，求这个三角形的面积。5.证明：等腰三角形底边上任意一点到两腰的距离之和为一个常量。习题3.2 A组1.已知：在中，AB=AC，为BC边上的高，则下列结论中，正确的是（ ）A. B. C. D.2.三角形三边长分别是6、8、10，那么它最短边上的高为（ ）A6 B4.5 C2.4 D83.如果等腰三角形底边上的高等于腰长的一半，那么这个等腰三角形的顶角等于_。4.已知:是的三条边，那么的取值范围是_。5.若三角形的三边长分别为1、a、8，且是整数，则的值是_。B组1.如图3.2-19，等边的周长为12，CD是边AB上的中线，E是CB延长线上一点，且BD=BE，则的周长为（ ）。A B C D图3.2-20图3.2-19图3.2-21图3.2-222.如图3.2-20，在中，BD是边AC上的高，求的度数。3.如图3.2-21，M是AC的中点，AM=AN，MN/AB，求证：MN=AB。4.如图3.2-22，在中，AD平分，AB+BD=AC。求的值。5.如图3.2-23，在正方形ABCD中，F为DC的中点，E为BC上一点，且，图3.2-23求证：。C组1.已知，则以为边的三角形是（ ）A等边三角形 B等腰三角形 C直角三角形 D形状无法确定2.如图3.2-24，把纸片沿DE折叠，当点A落在四边形BCDE内部时，则与 之间有一种数量关系始终保持不变，请试着找一找这个规律，你发现的规律是（ ）。图3.2-24AB CD3.如图3.2-25，已知BD是等腰底角平分线，且AB=BC+CD，求证：。图3.2-254.如图3.2-26，在等腰中，D是斜边AB上任一点，于E，交CD的延长线于F，于H，交AE于G。求证：BD=CG。图3.2-26答案：练习1 1证略 2.（1）；（2）。练习2 15或 2.或 3.C 4设两直角边长为，斜边长为2，则，且，解得，。 5.可利用面积证。习题3.2 A组 1B 2. D