三角形的“四心”与向量的完美结合三角形重心、垂心、外心、内心向量形式的充要条件的向量形式一．知识点总结1）O是ABC的重心0OCOBOA;若O是ABC的重心，则ABCAOBAOCBOCS31SSS故0OCOBOA;1()3PGPAPBPCG为ABC的重心.2）O是ABC的垂心OAOCOCOBOBOA;若O是ABC(非直角三角形)的垂心，则CtanBtanAtanSSSAOBAOCBOC：：：：故0OCCtanOBBtanOAAtan3）O是ABC的外心|OC||OB||OA|(或222OCOBOA)若O是ABC的外心则C2sin:B2sin:A2sinAOBsinAOCsinBOCsinSSSAOBAOCBOC：：：：故0OCC2sinOBB2sinOAA2sin4）O是内心ABC的充要条件是0)|CB|CB|CA|CA(OC)|BC|BC|BA|BA(OB)ACAC|AB|AB(OA引进单位向量，使条件变得更简洁。如果记CA,BC,AB的单位向量为321e,e,e，则刚才O是ABC内心的充要条件可以写成0)ee(OC)ee(OB)ee(OA322131O是ABC内心的充要条件也可以是0OCcOBbOAa若O是ABC的内心，则cbaSSSAOBAOCBOC：：：：故0OCCsinOBBsinOAAsin0OCcOBbOAa或;||||||0ABPCBCPACAPBPABC的内心;向量()(0)||||ACABABAC所在直线过ABC的内心(是BAC的角平分线所在直线)；二．范例(一)．将平面向量与三角形内心结合考查例1．O是平面上的一定点，A,B,C是平面上不共线的三个点，动点P满足)(ACACABABOAOP，,0则P点的轨迹一定通过ABC的（）（A）外心（B）内心（C）重心（D）垂心解析：因为ABAB是向量AB的单位向量设AB与AC方向上的单位向量分别为21ee和，又APOAOP，则原式可化为)(21eeAP，由菱形的基本性质知AP平分BAC，那么在ABC中，AP平分BAC，则知选B.点评：这道题给人的印象当然是“新颖、陌生”，首先ABAB是什么没见过！想想，一个非零向量除以它的模不就是单位向量此题所用的都必须是简单的基本知识，如向量的加减法、向量的基本定理、菱形的基本性质、角平分线的性质等，若十分熟悉，又能迅速地将它们迁移到一起，解这道题一点问题也没有。(二)将平面向量与三角形垂心结合考查“垂心定理”例2．H是△ABC所在平面内任一点，HAHCHCHBHBHA点H是△ABC的垂心.由ACHBACHBHAHCHBHCHBHBHA00)(,同理ABHC，BCHA.故H是△ABC的垂心.（反之亦然（证略））例3.(湖南)P是△ABC所在平面上一点，若PAPCPCPBPBPA，则P是△ABC的（D）A．外心B．内心C．重心D．垂心解析:由0PCPBPBPAPCPBPBPA得.即0,0)(CAPBPCPAPB即则ABPCBCPACAPB,,同理所以P为ABC的垂心.故选D.点评：本题考查平面向量有关运算，及“数量积为零，则两向量所在直线垂直”、三角形垂心定义等相关知识.ACB1e2ePABCEDO将三角形垂心的定义与平面向量有关运算及“数量积为零，则两向量所在直线垂直”等相关知识巧妙结合。(三)将平面向量与三角形重心结合考查“重心定理”例4．G是△ABC所在平面内一点，GCGBGA=0点G是△ABC的重心.证明作图如右，图中GEGCGB连结BE和CE，则CE=GB，BE=GCBGCE为平行四边形D是BC的中点，AD为BC边上的中线.将GEGCGB代入GCGBGA=0，得EGGA=0GDGEGA2，故G是△ABC的重心.（反之亦然（证略））例5．P是△ABC所在平面内任一点.G是△ABC的重心)(31PCPBPAPG.证明CGPCBGPBAGPAPG)()(3PCPBPACGBGAGPG G是△ABC的重心∴GCGBGA=0CGBGAG=0，即PCPBPAPG3由此可得)(31PCPBPAPG.（反之亦然（证略））例6若O为ABC内一点，0OAOBOC，则O是ABC的（）A．内心B．外心C．垂心D．重心解析：由0OAOBOC得OBOCOA，如图以OB、OC为相邻两边构作平行四边形，则OBOCOD，由平行四边形性质知12OEOD，2OAOE，同理可证其它两边上的这个性质，所以是重心，选D。点评：本题需要扎实的平面几何知识，平行四边形的对角线互相平分及三角形重心性质：重心是三角形中线的内分点，所分这比为21。本题在解题的过程中将平面向量的有关运算与平行四边形的对角线互相平分及三角形重心性质等相关知识巧妙结合。(四)．将平面向量与三角形外心结合考查例7若O为ABC内一点，OAOBOC，则O是ABC的（）A．内心B．外心C．垂心D．重心解析：由向量模的定义知O到ABC的三顶点距离相等。故O是ABC的外心，选B。点评：本题将平面向量模的定义与三角形外心的定义及性质等相关知识巧妙结合。AB(x1,0)C(x2,y2)yxHQGDEF(五)将平面向量与三角形四心结合考查例8．已知向量1OP，2OP，3OP满足条件1OP+2OP+3OP=0，|1OP|=|2OP|=|3OP|=1，求证△P1P...
