三角形的重心是什么

www.zhiqu.org     时间: 2024-06-01

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。

证明方法:

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最大的点。

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'时才会取得最大值。

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'最大时,P是△ABC的重心,即重心是三角形内到三边距离之积最大的点。

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+3PG^2=1/3(a^2+b^2+c^2)+3PG^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 + 3PG^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 + 3PG^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.



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#晏菲侦# 三角形的重心有什么定义 -
(18775437500): 三角形的重心就是三条边上的中线的交点.这三条线会交在一点上.

#晏菲侦# 三角形的重心是( ) - 作业帮
(18775437500):[选项] A. 三角形三条角平分线的交点 B. 三角形三条中线的交点 C. 三角形三条高所在直线的交点 D. 三角形三条边的垂直平分线的交点

#晏菲侦# 三角形的重心,内心,中心分别是什么? -
(18775437500): 三角形只有五种心 重心:三条中线的交点,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;重心分中线比为1:2(也称中心); 垂心:三角形三条高的交点; 内心:三条角平分线的交点,是三角形的内切圆的圆心的简称; 到三边距离相等 外心:三中垂线的交点,是三角形的外接圆的圆心的简称;到三顶点距离相等 旁心:一条内角平分线与其它二外角平分线的交点.(共有三个.)是三角形的旁切圆的圆心的简称. 当且仅当三角形是正三角形的时候,重心、垂心、内心、外心四心合一心,称做正三角形的中心. .

#晏菲侦# 正确的三角形重心是什么
(18775437500): 重心:在三角形中,三条中线交于一点,该点叫做这一三角形的重心.性质:三角形的重心把每一条中线分成两部分,这两部分之比为2:1,即重心到顶点的距离等于到对边中点的距离的二倍.

#晏菲侦# 请问三角形重心的定义是什么?谢谢!
(18775437500): 正确的是三边中线的交点! 高(三垂线)的交点是垂心.

#晏菲侦# 三角形中重心是什么?是什么的交点?
(18775437500): 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.

#晏菲侦# 三角形重心是什么 -
(18775437500): 重心:三条中线的交点.垂心:三条高的交点.内心:三条角平分线的交点.外心:三条边中垂线的交点. 还有“旁心”,是旁切圆的圆心,一个内角平分线与两个外角平分线的交点,有三个旁心.

#晏菲侦# 什么是三角形的重心?
(18775437500): 都给你说一下吧.外心,是三条边中垂线的交点,到三个顶点的距离相等. 内心是指角平分线的交点,到三条边的距离相等.还有,重心,是三条高的交点,把高分成两份,其中长的一份占所在高的三分之二

#晏菲侦# 三角形的重心、垂心、外心、内心的定义及性质分别是什么? -
(18775437500): 一、三角形的外心,定义: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).性质:三角形三条边的垂直平分线的交于一点,该点即为三角形外接圆的圆心.二、三角形的内心,定义:三角形的内心是三角形三条内角平...

#晏菲侦# 问问:三角形的重心是什么意思? -
(18775437500): 重心就是三边中线的交点…谢谢采纳