三角形的重心_三角形重心的六条性质

三角形的重心_三角形重心的六条性质重心的概念重心的性质

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  1. 重心的概念

    1. 三角形三条中线的交点,叫做三角形的重心,三角形的重心在三角形的内部
      三角形的重心_三角形重心的六条性质
      如图,G为$△ABC$的重心
    2. 永远存在
        1. 证明:如图,已知CF、BE为中线,求证:AD为中线

      三角形的重心_三角形重心的六条性质

        1. 过B作BH//CF,则G为AH中点
        2. 又因为E为中点,所以EG为$△ACH$的中位线,则EG//CH
        3. 所以四边形CGBH为平行四边形,则由平行四边形对角线互相平分得BD=CD
  2. 重心的性质

    1. 基本性质
      1. 三角形重心与顶点的距离等于它与对应中点的距离的两倍,即$\displaystyle \frac{AG}{GD}=\frac{BG}{GE}=\frac{CG}{GF}=2$
      2. 证明1
        1. 由共边定理得
          三角形的重心_三角形重心的六条性质
        2. 由蝴蝶定理得
          三角形的重心_三角形重心的六条性质
        3. 于是有
          三角形的重心_三角形重心的六条性质
        4. 由共边定理得$\displaystyle \frac{AG}{DG}=\frac{\triangle ACG}{\triangle CDG}=2$
        5. 同理可推得其他边的关系
      3. 证明2
        1. 连接$DE$,由中位线得平行,得八字模型,由相似和中位线$\frac{1}{2}$得$2$倍
          三角形的重心_三角形重心的六条性质
    2. 推论1
      1. 设$G$是$\triangle ABC$中一点,若$\displaystyle S_{\triangle ABG}=S_{\triangle ABC}=\frac{1}{3}S_{\triangle ABC}$,则$G$为$\triangle ABC$的重心
        1. 证明
          1. 由共边定理(燕尾模型)得$\displaystyle \frac{BD}{CD}=\frac{S_{\triangle ABG}}{S_{\triangle ACG}}=1$,即$G$为$\triangle ABC$中点
          2. 同理可证其他中点
    3. 推论2
      1. $G$为$\triangle ABC$的重心,若$AG^2+BG^2=CG^2$,则$AD ⊥ BE$
        三角形的重心_三角形重心的六条性质
        1. 证明
          三角形的重心_三角形重心的六条性质
          1. 倍长中线,得平行且$MG=CG,AG=BM$,所以$\displaystyle \angle MBG = 90^{\circ}$
      2. $G$为$\triangle ABCD$的重心,若$AD ⊥ BE$,则$AG^2+BG^2=CG^2$
        三角形的重心_三角形重心的六条性质
        1. 证明
          1. 由垂直得勾股关系,又由直角三角形斜边中线定理得$AB=CG$,即可得证
    4. 推论3
      1. $G$为$\triangle ABC$中点,过$G$作$DE //BC$,$PF//AC$,$KH//AB$,则$\displaystyle \frac{DE}{BC}=\frac{FP}{CA}=\frac{KH}{AB}=\frac{2}{3}$
        三角形的重心_三角形重心的六条性质
        1. 证明
          三角形的重心_三角形重心的六条性质
          1. 连AG并延长至M交BC于M,则M为BC中点
          2. 由$DG//CB$得$\displaystyle \frac{AD}{AB}=\frac{AG}{AM}=\frac{2}{3}$
          3. 由相似得$\displaystyle \frac{DE}{BC}=\frac{FP}{CA}=\frac{KH}{AB}$
    5. 推论4
      1. G为边长为$a$的等边三角形ABC的中点,则$\displaystyle GA=GB=GC=\frac{\sqrt{3}}{3}a$
        三角形的重心_三角形重心的六条性质
        1. 证明
          1. 等边三角形四心合一点,得$△ABG$为$30°、30°、120°$型三角形,边之比为$1:1:\sqrt{3}$,故$\displaystyle GA=\frac{AB}{\sqrt{3}}$
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