高中数学三角形“心”的应用梁克强三角形的外心、内心、重心、垂心,以及正三角形的中心与解析几何有关图形的性质有机地结合,可拓宽应用的范围,使很多解析几何问题能简单明快地解决。下面先从一道高考题谈起。例1.如图1,已知双曲线的中心在原点,右顶点为A(1,0),点P、Q在双曲线的右支上,点M(m,0)到直线AP的距离为1,当时,ΔAPQ的内心恰好是点M,求此双曲线方程。解:设双曲线方程为由得因为M是ΔAPQ的内心,M到直线AP的距离为1所以∠MAP=45°AM是∠PAQ的平分线且M到AQ、PQ的距离均为1因此所以直线,直线解得代入得故所求双曲线的方程为点评:这是04年高考题,得分率不高。有些同学对“内心”的概念的理解就很含糊,更别提与圆锥曲线的性质有机结合了。所以加强有关三角形的“心”的相关训练是很有必要的。例2.已知抛物线的通径为AB,P是抛物线上非A、B的动点,分别过A、B作AP、BP的垂线相交于M点,求M点的轨迹方程。解:如图2,A、P、B、M四点共圆,圆心就是PM的中点C,即ΔAPB的外心,故C在线段AB的垂直平分线,即x轴上。用心爱心专心设M(x,y),P(x0,y0),则而A(1,2)所以将<1>代入上式得将<1>和<2>代入抛物线方程,得整理得由P与A、B不重合,可知所以M点的轨迹方程为例3.已知锐角ΔABC的顶点A为动点,底边BC为定线段,它与高AD的长均为2a,求ΔABC的垂心H的轨迹方程。解:以BC中点O为原点,直线BC为x轴,建立直角坐标系。设B(-a,0),C(a,0),A(x,2a),垂心H(x,y)由垂心的定义,知BH⊥AC即得由于ΔABC是锐角三角形所以垂心H的轨迹方程是例4.如图3,已知在ΔABC边上作匀速运动的三点D、E、F,在时刻t=0时,分别从A、B、C出发,各以一定速度分别向B、C、A前进,在时刻t=1时到达B、C、A。试证在运动过程中,ΔDEF的重心不变。用心爱心专心分析:设A(x1,y1),B(x2,y2),C(x3,y3)因为在同一时刻,D、E、F分别于所在的位置分有向线段的比相同,所以利用定比分点坐标公式可以求得由重心公式得,ΔDEF的重心G的坐标为即D、E、F在运动过程中,ΔDEF的重心不变。用心爱心专心