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活用三角形射影定理解高考题更精彩

2015-06-21云南省大理州漾濞县第一中学秦庆雄

中学数学杂志 2015年17期

☉云南省大理州漾濞县第一中学 秦庆雄

☉云南省大理州漾濞县第一中学 范花妹

活用三角形射影定理解高考题更精彩

☉云南省大理州漾濞县第一中学 秦庆雄

☉云南省大理州漾濞县第一中学 范花妹

一、缘起

早在1990年,就有老师撰文“建议在中学数学教材中补充射影定理公式”,在普通高中新课程标准实验教材数学必修5(人教A版)第22页,编者虽以习题的形式让三角形射影定理崭露头角,但仍没有将其命名为三角形射影定理.

三角形射影定理,其结构优美、和谐,可以和三角形中赫赫有名的正弦定理和余弦定理相媲美,是揭示三角形边角关系的重要定理之一.

笔者发现,很多有关三角形边角关系的高考试题,若能灵活、恰当地应用三角形射影定理,往往比用正弦定理或余弦定理更加快速、简捷,可使问题化繁为简、化难为易,收到事半功倍的效果.

二、什么是三角形射影定理

在△ABC中,内角A、B、C所对的边长分别为a、b、c,则有:

a=bcosC+ccosB,

b=ccosA+acosC,

c=acosB+bcosA.

三、三角形射影定理的证明

证明:(1)当△ABC为直角三角形时(如图1),不妨设角B为直角,由直角三角形边角关系得a=bcosC,又cosB=0,所以a=bcosC+ccosB;

(2)当△ABC为锐角三角形时(如图2),过点A作AD⊥BC,垂足为D,由直角三角形边角关系得BD= ccosB,DC=bcosC,所以a=BD+DC=ccosB+bcosC.

(3)当△ABC为钝角三角形时(如图3),不妨设角B为钝角,过点A作AD⊥BC,垂足为D,由直角三角形边角关系得DC=bcosC,BD=ccos∠ABD=ccos(π-B)=-ccosB,所以a=DC-DB=bcosC-(-ccosB)=bcosC+ccosB.

综上所述,在任意△ABC中,都有a=bcosC+ccosB.

同理可证b=ccosA+acosC,c=acosB+bcosA.

图1

图2

图3

评注:在三角形射影定理颇多的证明中,上述证明显然是最烦琐,但却是最直观的.三角形射影定理的几何意义从证明……

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