巧用梅涅劳斯定理求解向量的线性相关系数 河南平顶山市第三高级中学 金小欣 467000一、梅涅劳斯(Menelaus)定理简介:如果一直线顺次与三角形 ABC 的三边 AB、BC、CA 或其延长线交于 M、N、K 三点,则:
证明: 过顶点 B 作 AC 的平行线与截线交于 E,则有: , ,∴ 对该定理的几点说明:①证明的方法:过其中一个顶点作其对边的平行线与截线相交,利用“平行线截线段成比例定理”或相似 Δ 性质,将其中的两个比例式等价转化
②定理的实质:三个比例式的乘积等于 1,每一个比例式的三个字母是共线的两个顶点和一个分点;其结构特征为: ,呈现“首尾相接”;整体看,从某一个顶点出发,最后又回到该顶点
③该定理常与“塞瓦定理”结合使用
二、梅涅劳斯定理的一个应用例子题目:在△OAB 的边 OA、OB 上分别取点 M、N,使||∶||=1∶3,||∶||=1∶4,设线段 AN与 BM 交于点 P,记= ,=,用 ,表示向量
先给出高中常规解法(待定系数法)如下:解法一:∵ B、P、M 共线∴ 记=s∴ --------①同理,记 ,得: =--------②用心 爱心 专心BKNMACEMABNPO∵ ,不共线∴ 由①、②得解之得:∴ 上述解法的基本思想是:先设法求出点 P 分 AN、BM 的比,理论依据:一个是教材例题的结论(可作为定理直接使用),一个就是平面向量基本定理
利用该定理中两个系数的唯一性,得到关于 s,t 的方程
由于梅涅劳斯定理、塞瓦定理与比例线段、定比分点有着密切联系,故尝试本题能否用这两个定理来解决
解法二:ΔOAN 被直线 MPB 所截,由梅涅劳斯定理,得: 即 ,∴ ∴ 或者,ΔOBM 被直线 NPA 所截,得:∴可见,只要选对了被截的三角形,用梅涅劳斯定理只列一个式子就可以了,非常便利
三、 用梅涅劳斯定理求解向量线性相关系数的要点总结