三角形重心是什么 三角形重心定义和性质
在之前的分享中,我们曾经讨论过一道运用三角形旁心性质巧妙解答的求角度问题,这一内容收到了众多读者的咨询与探讨。旁心,作为三角形五心之一,虽然出场率较低,但其独特的性质却为几何问题带来了新的解题思路。今天,我们就来详细解读一下这个神秘的“旁心”。
若您想重温那道求角度的几何题,只需点击此处链接即可回溯:
现在步入正题:
所谓三角形的旁切圆圆心,简称旁心,它是三角形一个内角的平分线与其他两个内角的外角平分线的交点。很明确的一点是,任何三角形都拥有三个旁切圆及三个旁心。
以三角形ABC为例,如图所示,角C的外角平分线CD与角B的外角平分线BD相交于点D。D便成为了三角形ABC的一个旁切圆圆心,也即旁心。
三角形旁心的性质详解如下:
性质1:三角形的一条内角平分线与其他两个角的外角平分线交于一点,该点是三角形的旁心。
证明过程如下:以上图为例,CD与BD交于D点。取旁切圆圆心D与直线AC和AB的切点E和F。连接DE、DF,可知角DEA和角DFA均为直角。由于DE和DF均为半径,故DE=DF。再结合其他条件,可以证明三角形ADE与三角形ADF全等,从而得出角DAF=角DAE,即AD平分角A。
性质2:旁心到三角形三边的距离相等。
这一性质可根据角平分线的性质进行推导。
性质3:一个三角形拥有三个旁切圆及三个旁心。并且,旁心一定位于三角形外部。
根据三角形的特性,两条三角形外角平分线的交点必然在三角形外部。
性质4:在直角三角形中,斜边上旁切圆的半径恰好等于三角形周长的一半。
证明过程中,以BC与圆D的切点G为例。通过一系列的推理,最终可以得到四边形AFDE为正方形,进而得出AE及AF均等于圆D的半径。
除了以上性质,旁心三角形(由三个旁心组成的三角形)还有许多迷人的性质等待读者去探索。例如,H、C、D三点共线等。
特别值得一提的是,旁心三角形的垂心实际上是原三角形的内心。HB、AD、CI线的交点O就是三角形ABC的内心。图中红色的圆是内接圆,与三个旁切圆均相切。而紫色的圆则是旁心三角形HDI的外接圆,也被称为“贝文圆”。