由定比分点的定义引发的探究
2010-11-22襄樊市第一中学湖北襄樊441000
● (襄樊市第一中学 湖北襄樊 441000)
为了方便进行空间拓广,对结论稍作变动:令λ=λ1∶λ2(λ1+λ2≠0),则
并讨论如下问题:O为空间内任意一点,M为△ABC所在平面内不同于点A,B,C的一点,且
S△MAB∶S△MBC∶S△MAC=λ1∶λ2∶λ3,
分以下3种情形讨论:
情形1点M在△ABC的内部.
图1
如图1所示,延长AM交BC于点D,过点B作BE⊥AD,垂足为点E,过点C作CF⊥AD,垂足为点F.由S△MAB∶S△MAC=λ1∶λ3及△MAB与△MAC有公共边MA,得
BE∶CF=λ1∶λ3,
于是
BD∶CD=λ1∶λ3,
又
于是
所以
整理可得
图2
情型2点M在△ABC三边所在的直线上,且不与点A,B,C重合.
同理可得如下结论:
(1)若点M在线段BC的延长线上,则
(2)若M在线段CB的延长线上,则
(3)若点M在线段AB上,则
(4)若点M在线段AB的延长线上,则
(5)若点M在线段BA的延长线上,则
(6)若点M在线段AC上,则
(7)若点M在线段AC的延长线上,则
(8)若点M在线段CA的延长线上,则
情形3点M在△ABC外,且不在△ABC三边所在的直线上.
图3
为了方便讨论,将△ABC外的区域分成如图3所示的6个部分.由于探求过程与情形1完全类似,这里只列出最终结论.
(1)若点M在区域Ⅰ内,则
(2)若点M在区域Ⅱ内,则
(3)若点M在区域Ⅲ内,则
(4)若点M在区域Ⅳ内,则
(5)若点M在区域Ⅴ内,则
(6)若点M在区域Ⅵ内,则
受文献[1]的启发,笔者对上述结论进行了分析、比较,最终发现可以将以上16个式子统一起来,下面以定理的形式给出.
定义
于是得到如下定理:
定理2O为空间内任意一点,点M是△ABC所在平面内不同于A,B,C的一点,且
T△MAB∶T△MBC∶T△MAC=λ1∶λ2∶λ3,
则
[1] 陈云烽.一个与三角形相关的向量等式的讨论[J].中学数学教学参考,2006(10):26-28;2006(11):26-29.