1、平面向量应用举例,授课人:曾超,2.5.1平面几何中的向量方法,向量的线性运算(加法、减法、数乘)和数量积运算都具有鲜明的几何意义。 平面几何的许多性质:如平移、全等、相似、长度、夹角等都可以由向量的线性运算及数量积表示出来。 因此,我们可以用向量的方法来解决平面几何中的一些问题。,例平行四边形是表示向量加法与减法的几何模型,如图1 AC=AB+AD,DB=AB-AD,你能发现平行四边形对角线的 长度与两条邻边长度之间的关系吗?,D,A,C,B,a,b,D,A,B,C,图1,图2,方法二: 作CEAB,DFAB于F, 则RTADF RT BCE, 所以AD=BC,AF=BE, 由于AC =AE
2、 + CE =(AB +BE)+CE =AB +2ABBE+BE +CE =AB +2ABBE+BC BD=BF + DF =(AB-AF)+DF =AB -2ABAF+ AF+ DF =AB -2ABAF+ AD =AB -2ABBE+ BC 所以AC +BD =2(AB +BC ),2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,平行四边形两条对角线的平方和等于两条邻边平方和的两倍,D,A,C,F,B,E,方法三: 以AB所在直线为X轴,A为坐标原点建立直角坐标系,设B(a,0),D(b,c)则C(a+b,c) |AC| =(a +b
3、) +c =a +2ab +b +c |BD| =(a -b) +c =a -2ab +b +c |AC| +|BD| =2a +2( b +c )=(2|AB| +|AD| ),2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,y,x,A,B(a,0),D(b,c),C(a+b,c),2,2,2,2,2,2,向量方法解决平面几何问题的“三步曲”,(1)建立平面几何与向量的联系,用向量表示问题中涉及的几何元素,将平面几何问题转化为向量问题;(2)通过向量运算,研究几何元素之间的联系,如距离、夹角等问题;(3)把运算结果“翻译”成几何关系。,例:如图,平行四边形ABCD中,点E、F分别是AD、
4、DC边的中点,BE、BF分别与AC交于R、T两点,你能发现AR、RT、TC之间的关系吗?,分析:由于R、T是对角线AC上的两点,要判断AR、RT、TC之间的关系,只需要分别判断AR、RT、TC与AC的关系即可。可以根据“三步曲”来进行解答: 第一步,用向量表示问题中的几何元素 第二步,通过向量计算,研究几何元素关系 第三步,把运算结果“翻译”成几何关系,D,A,B,C,R,T,E,F,例3:已知:如图,AC为O的一条直径, ABC是圆周角,求证:ABC为直角。,分析:要证 ABC是直角,即只需要证明ABBC可转化为向量问题进行证明。,A,C,B,O,例4:用向量证明三角形的三条高线交于一点 已知:如图1,ABC边上的高线分别为AD、BE、CF 求证:三条高线AD、BE、CF交于一点。,A,B,C,F,D,E,A,B,C,D,F,E,H,图1,图2,