题目内容

求证:△ABC的外心S,重心G,垂心H在一条直线上,且G分
HS
得比为2:1.
考点:三角形五心
专题:平面向量及应用
分析:分析:根据题意作出图形,由外心和垂心的性质证明四边形AHCD是平行四边形,由向量加法的三角形法则得
SH
=
SA
+
AH
,由向量相等和向量的减法运算进行转化,得到
SA
+
SB
+
SC
=
SH
,再根据△ABC重心为G满足
GA
+
GB
+
GC
=
0
,结合已知中
SA
+
SB
+
SC
=
SH
,我们易判断出
SH
=3
SG
,根据数乘向量的几何意义,即可得到S,G,H三点共线,且G分
HS
得比为2:1.
解答: 解:如图:作直径BD,连接DA、DC,

由图得,
SB
=-
SD

∵H为△ABC的垂心,
∴CH⊥AB,AH⊥BC,
∵BD为直径,
∴DA⊥AB,DC⊥BC
∴CH∥AD,AH∥CD,故四边形AHCD是平行四边形,
AH
=
DC

又∵
DC
=
SC
-
SD
=
SC
+
SB

SH
=
SA
+
AH
=
SA
+
DC
=
SA
+
SB
+
SC

又∵G为△ABC的重心
GA
+
GB
+
GC
=(
GS
+
SA
)+(
GS
+
SB
)+(
GS
+
SC
)=3
GS
+
SA
+
SB
+
SC
=3
GS
+
SH
=
0

SH
=3
SG

即S,G,H三点共线,且SH=3SG
即S,G,H三点共线,且OG:GH=1:2.
从而得到:△ABC的外心S,重心G,垂心H在一条直线上,且G分
HS
得比为2:1.
点评:本题考查的知识点是三角形的五心,其中熟练掌握向量五心的向量表达式形式,如(1)中△ABC外心为O满足|
OA
|=|
OB
|=|
OC
|,(2)中△ABC重心为G满足
GA
+
GB
+
GC
=
0
,是解答此类问题的关键.
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