三角形重心性质,三角形重心

2023-05-29 22:50:59 旅游攻略 投稿:幻想症

三角形的重心是什么?

三角形的重心就是三条中线的交点。当几何体为匀质物体时,重心就是三角形的中心。

三角形重心和三角形3个顶点组成的3个三角形面积相等;重心到三角形3个顶点距离的平方和最小;重心到顶点的距离与重心到对边中点的距离之比为2:1;重心是三角形内到三边距离之积更大的点。

扩展资料

重心的性质

1、重心到顶点的距离是重心到对边中点的距离的2倍。

2、重心和三角形3个顶点组成的3个三角形面积相等。即重心到三条边的距离与三条边的长成反比。

3、重心到三角形3个顶点距离的平方和最小。

4、在平面直角坐标系中,重心的坐标是顶点坐标的算术平均,即其重心坐标为((X1+X2+X3)/3,(Y1+Y2+Y3)/3)。

三角形重心性质

三角形重心性质:

1、三角形重心到顶点的距离与重心到对边中点的距离之比为2:1。

2、三角形的重心和三个顶点组成的三个三角形面积相等,即重心到三条边的距离与三条边的长成反比。

3、三角形的重心是三角形内到三边距离之积更大的点。

4、以重心为起点,以三角形三顶点为终点的三条向量之和等于零向量。

三角形的五心定理

①重心定理:三角形的三条中线交于一点,这点到顶点的距离是它到对边中点距离的2倍。该点叫做三角形的重心。

②外心定理:三角形的三边的垂直平分线交于一点。该点叫做三角形的外心。

③垂心定理:三角形的三条高交于一点。该点叫做三角形的垂心。

④内心定理:三角形的三内角平分线交于一点。该点叫做三角形的内心。

⑤旁心定理:三角形一内角平分线和另外两顶点处的外角平分线交于一点。该点叫做三角形的旁心。三角形有三个旁心。

三角形的重心是什么?

三角形重心是三角形三条中线的交点。当几何体为匀质物体时,重心与形心重合。三角形的外心是三角形三条垂直平分线的交点(或三角形外接圆的圆心) 。

重心定义:三角形重心是三角形三条中线的交点。当几何体为匀质物体时,重心与形心重合。

性质证明:

1、重心到顶点的距离与重心到对边中点的距离之比为2:1。

证明一

例:已知:△ABC,E、F是AB,AC的中点。EC、FB交于G。

求证:EG=1/2CG

证明:过E作EH∥BF交AC于H。

∵AE=BE,EH//BF

∴AH=HF=1/2AF(平行线分线段成比例定理)

又∵ AF=CF

∴HF=1/2CF

∴HF:CF=1/2

∵EH∥BF

∴EG:CG=HF:CF=1/2

∴EG=1/2CG

证明二

2、重心和三角形3个顶点组成的3个三角形面积相等。

证明 *** :

在△ABC内,三边为a,b,c,点O是该三角形的重心,AOA'、BOB'、COC'分别为a、b、c边上的中线。根据重心性质知:

OA'=1/3AA'

OB'=1/3BB'

OC'=1/3CC'

过O,A分别作a边上高OH',AH

可知OH'=1/3AH

则,S△BOC=1/2×OH'a=1/2×1/3AHa=1/3S△ABC

同理可证S△AOC=1/3S△ABC

S△AOB=1/3S△ABC

所以,S△BOC=S△AOC=S△AOB

3、重心到三角形3个顶点距离平方的和最小。 (等边三角形)

证法一:

设三角形三个顶点为(x1,y1),(x2,y2),(x3,y3) 平面上任意一点为(x0,y0) 则该点到三顶点距离平方和为:

(x1-x0)2+(y1-y0)2+(x2-x0)2+(y2-y0)2+(x3-x0)2+(y3-y0)2

=3x02-2x0(x1+x2+x3)+3y02-20y(y1+y2+y3)+x12+x22+x32+y12+y22+y32

=3[x0-1/3*(x1+x2+x3)]2+3[y0-1/3*(y1+y2+y3)]2+x12+x22+x32+y12+y22+y32-1/3(x1+x2+x3)2-1/3(y1+y2+y3)2

显然当x=(x1+x2+x3)/3,y=(y1+y2+y3)/3(重心坐标)时

上式取得最小值x12+x22+x32+y12+y22+y32-1/3(x1+x2+x3)2-1/3(y1+y2+y3)2

最终得出结论。

证法二:由性质8(卡诺重心定理)可得出结论。

4、在平面直角坐标系中,重心的坐标是顶点坐标的算术平均数,

即其坐标为[(X1+X2+X3)/3,(Y1+Y2+Y3)/3];

空间直角坐标系——横坐标:(X1+X2+X3)/3,纵坐标:(Y1+Y2+Y3)/3

5、三角形内到三边距离之积更大的点。

证明:如图所示,点P是△ABC内的一点,连接PA,PB,PC,作点P到BC、AC、AB的垂线段,垂足分别为D、E、F,延长AP交BC于M。记△ABC的面积为S,BC为a,AC为b,AB为c,PD为a',PE为b',PF为c'。

∵aa'/2+bb'/2+cc'/2=S△BCP+S△ACP+S△ABP=S

∴aa'+bb'+cc'=2S

由均值不等式知,[(aa'+bb'+cc')/3]^3≥aa'bb'cc'=(abc)*(a'b'c'),当且仅当aa'=bb'=cc'时等号成立。

∴a'b'c'≤[(aa'+bb'+cc')/3]^3/(abc)=(S/3)^3/(abc)=S^3/(27abc),当且仅当aa'=bb'=cc'时等号成立。

∴a'b'c'只有当aa'=bb'=cc'时才会取得更大值。

此时,S△ABP=cc'/2=bb'/2=S△ACP,由燕尾定理知,BM/CM=S△ABP/S△ACP=1。

∴此时BM=CM,M是BC的中点,AM是△ABC的中线,P在△ABC中BC边的中线上。

同理可证此时P在△ABC中AB、AC边的中线上。

∴当a'b'c'更大时,P是△ABC的重心,即重心是三角形内到三边距离之积更大的点。

6、在△ABC中,若MA向量+MB向量+MC向量=0(向量) ,则M点为△ABC的重心,反之也成立。

7、设△ABC重心为G点,所在平面有一点O,则向量OG=1/3(向量OA+向量OB+向量OC)

8、卡诺重心定理:若G为三角形ABC的重心,P为三角形ABC所在平面上任意一点,则PA^2+PB^2+PC^2=GA^2+GB^2+GC^2+ *** G^2=1/3(a^2+b^2+c^2)+ *** G^2

证明:GA^2 + PG^2 = PA^2 + 2GA*PGcos(AGP)

GB^2 + PG^2 = PB^2 + 2GB*PGcos(BGP)

GC^2 + PG^2 = PC^2 + 2GC*PGcos(CGP)

GA^2 + GB^2 + GC^2 + *** G^2 = PA^2 + PB^2 + PC^2 + 2PG[GA*cos(AGP) + GB*cos(BGP) + GC*cos(CGP)]

延长射线AG,交BC于D,继续延长,使得GD = DE = AG/2.

连接EB,EC,

四边形GBEC为平行四边形.

EB = GC

延长射线PG,

过点B作PG的延长线的垂线,垂足为F.

过点E作PG的延长线的垂线,垂足为H.

BE与PG的延长线的交点为点Q.

则,因GC//BE,角CGP = 角EQG = 角BQF

GH = GE*cos(EGH) = GA*cos(AGP)

HF = EB*cos(BQF) = GC*cos(EQG) = GC*cos(CGP)

GH + HF = GF = GB*cos(BGF) = GB*cos(PI-BGP) = -GB*cos(BGP),

因此,

GA*cos(AGP) + GB*cos(BGP) + GC*cos(CGP) = 0,

GA^2 + GB^2 + GC^2 + *** G^2

= PA^2 + PB^2 + PC^2 + 2PG[GA*cos(AGP) + GB*cos(BGP) + GC*cos(CGP)]

= PA^2 + PB^2 + PC^2

利用上面的结论,

令P与A重合,有

GA^2 + GB^2 + GC^2 + 3GA^2

= AB^2 + AC^2 ...(1)

令P与B重合,有

GA^2 + GB^2 + GC^2 + 3GB^2

= AB^2 + BC^2 ...(2)

令P与C重合,有

GA^2 + GB^2 + GC^2 + 3GC^2

= BC^2 + AC^2 ...(3)

(1),(2),(3)相加,有

3[GA^2 + GB^2 + GC^2] + 3[GA^2 + GB^2 + GC^2] = 2[AB^2 + BC^2 + AC^2],

GA^2 + GB^2 + GC^2 = [AB^2 + BC^2 + AC^2]/3 = (a^2 + b^2 + c^2)/3.

证毕.

三角形的重心怎么求

三角形重心是三角形三边中线的交点.

根据重心的性质,三边中线必交于一点.

所以作三角形任意两边的中线,其交点就是此三角形的重心.

1、重心到顶点的距离与重心到对边中点的距离之比为2:1.

证明一

三角形ABC,E、F是AB,AC的中点.EC、FB交于G.

证明:过E作EH平行BF.

∵AE=BE且EH//BF

∴AH=HF=1/2AF(中位线定理)

又∵ AF=CF

∴HF=1/2CF

∴EG=1/2CG(⊿CFG∽⊿CHE)

2、重心和三角形3个顶点组成的3个三角形面积相等.

证明二

证明 *** :

在△ABC内,三边为a,b,c,点O是该三角形的重心,AOA1、BOB1、COC1分别为a、b、c边上的中线根据重心性质知,OA1=1/3AA1,OB1=1/3BB1,OC1=1/3CC1过O,A分别作a边上高H1,H可知OH1=1/3AH 则,S(△BOC)=1/2×h1a=1/2×1/3ha=1/3S(△ABC);同理可证S(△AOC)=1/3S(△ABC),S(△AOB)=1/3S(△ABC) 所以,S(△BOC)=S(△AOC)=S(△AOB)

3、重心到三角形3个顶点距离平方的和最小.(等边三角形)

证明 *** :

设三角形三个顶点为(x1,y1),(x2,y2),(x3,y3) 平面上任意一点为(x,y) 则该点到三顶点距离平方和为:(x1-x)^2+(y1-y)^2+(x2-x)^2+(y2-y)^2+(x3-x)^2+(y3-y)^2

=3x^2-2x(x1+x2+x3)+3y^2-2y(y1+y2+y3)+x1^2+x2^2+x3^2+y1^2+y2^2+y3^2

=3(x-1/3*(x1+x2+x3))^2+3(y-1/3(y1+y2+y3))^2+x1^2+x2^2+x3^2+y1^2+y2^2+y3^2-1/3(x1+x2+x3)^2-1/3(y1+y2+y3)^2

显然当x=(x1+x2+x3)/3,y=(y1+y2+y3)/3(重心坐标)时

上式取得最小值x1^2+x2^2+x3^2+y1^2+y2^2+y3^2-1/3(x1+x2+x3)^2-1/3(y1+y2+y3)^2

最终得出结论.

4、在平面直角坐标系中,重心的坐标是顶点坐标的算术平均数,

即其坐标为((X1+X2+X3)/3,(Y1+Y2+Y3)/3);

空间直角坐标系——横坐标:(X1+X2+X3)/3纵坐标:(Y1+Y2+Y3)/3竖坐标:(z1+z2+z3)/3

5、三角形内到三边距离之积更大的点.

6、在△ABC中,若MA向量+MB向量+MC向量=0(向量) ,则M点为△ABC的重心,反之也成立.

7、设△ABC重心为G点,所在平面有一点O,则向量OG=1/3(向量OA+向量OB+向量OC)

8、相同高三角形面积比为底的比,相同底三角形面积比为高的比.

证明 *** :

∵D为BC中点,

∴BD=CD,

又∵h△ABD=h△ACD,h△BOD=h△COD,

∴S△ABD=S△ACD,S△BOD=S△COD,

即S△AOF+S△BOF+S△BOD=S△AOE+S△COE+S△COD,S△BOD=S△COD,

∴S△AOF+S△BOF=S△AOE+S△COE.

同理,

∵E为AC中点,

∴S△AOF+S△BOF=S△BOD+S△COD.

∴S△AOE+S△COE=S△BOD+S△COD.

又∵S△BOF/S△BOD+S△COD=OF/OC,S△AOF/S△AOE+S△COE,

即S△BOF=S△AOF.

∴BF=AF,

∴CF为AB边上的中线,

即三角形的三条中线相交于一点.

三角形重心

三角形重心的定义是三角形三条中线的交点。

数学上的重心是指三角形的三条中线的交点,其证明定理有燕尾定理或塞瓦定理,应用定理有梅涅劳斯定理、塞瓦定理。

对于均质物体,如在几何形体上具有对称面、对称轴或对称中心,则该物体的重心或形心必在此对称面、对称轴或对称中心上。下面介绍几种常用的确定重心位置的 *** 。

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