向量证明（共3篇）
第1篇：向量空间证明
向量空间证明()向量空间证明()第一篇：向量空间证明 向量空间证明 解题的基本方法：
1)在立体几何图形中，选择适当的点和直线方向建立空间直角坐标系中
2)若问题中没有给出坐标计算单位，可选择合适的线段设置长度单位;3)计算有关点的坐标值，求出相关向量的坐标;4)求解给定问题
证明直线与平面垂直的方法是在平面中选择二个向量，分别与已知直线向量求数积，只要分别为零，即可说明结论。
证明直线与平面平行的关键是在平面中寻找一个与直线向量平行的向量。这样就转化为证明二个向量平行的问题，只要说明一个向量是另一向量的m(实数)倍，即可
只要多做些这方面的题，或看些这方面的例题，也会从中悟出经验和方法
2 解： 因为x+y+z=0
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向量空间证明()x=-y-z y=y+0*z z=0*y+z(x,y,z)=(-1，1，0)*y+(-1，0，1)*z y,z为任意实数
则：(-1，1，0);(-1，0，1)是它的一组基，维数为2(不用写为什么是2)步骤1 记向量i，使i垂直于ac于c，△abc三边ab,bc,ca为向量a,b,c ∴a+b+c=0 则i(a+b+c)=i·a+i·b+i·c
=a·cos(180-(c-90))+b·0+c·cos(90-a)=-asinc+csina=0 接着得到正弦定理 其他 步骤2.在锐角△abc中，设bc=a,ac=b,ab=c。作ch⊥ab垂足为点h ch=a·sinb
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向量空间证明()ch=b·sina ∴a·sinb=b·sina 得到a/sina=b/sinb 同理，在△abc中，b/sinb=c/sinc 步骤3.证明a/sina=b/sinb=c/sinc=2r： 任意三角形abc,作abc的外接圆o.作直径bd交⊙o于d.连接da.因为直径所对的圆周角是直角,所以∠dab=90度 因为同弧所对的圆周角相等,所以∠d等于∠c.所以c/sinc=c/sind=bd=2r 类似可证其余两个等式.希望对你有所帮助!2 设向量ab=a,向量ac=b，向量am=c向量bm=d,延长am到d使am=dm，连接bd,cd,则abcd为平行四边形
则向量a+b=2c(a+b)平方=4c平方a平方+2ab+b平方=4c平方(1)向量b-a=2d(b-a)平方=4d平方a平方-2ab+b平方=4d平方(2)
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向量空间证明()(1)+(2)2a平方+2b平方=4d平方+4c平方 c平方=1/2(a+b)-d平方 am^2=1/2(ab^2+ac^2)-bm^2 3 已知ef是梯形abcd的中位线，且ad//bc，用向量法证明梯形的中位线定理
过a做ag‖dc交ef于p点 由三角形中位线定理有： 向量ep=½向量bg 又∵ad‖pf‖gc且ag‖dc∴向量pf=向量ad=向量gc(平行四边形性质)∴向量pf=½(向量ad+向量gc)∴向量ep+向量pf=½(向量bg+向量ad+向量gc)∴向量ef=½(向量ad+向量bc)∴ef‖ad‖bc且ef=(ad+bc)得证 4 先假设两条中线ad,be交与p点 连接cp,取ab中点f连接pf pa+pc=2pe=bp
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向量空间证明()pb+pc=2pd=ap pa+pb=2pf 三式相加
2pa+2pb+2pc=bp+ap+2pf 3pa+3pb+2pc=2pf 6pf+2pc=2pf pc=-2pf 所以pc,pf共线，pf就是中线 所以abc的三条中线交于一点p 连接od,oe,of oa+ob=2of oc+ob=2od oc+oc=2oe 三式相加
oa+ob+oc=od+oe+of od=op+pd oe=op+pe of=op+pf oa+ob+oc=3op+pd+pe+pf=3op+1/2ap+1/2bp+1/2cp 由第一问结论
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向量空间证明()2pa+2pb+2pc=bp+ap+cp 2pa+2pb+2pc=0 1/2ap+1/2bp+1/2cp 所以oa+ob+oc=3op+pd+pe+pf=3op 向量op=1/3(向量oa+向量ob+oc向量)第二篇：2014年高考数学空间向量证明平行问题 4.2直线的方向向量、平面的法向量及其应用 一、直线的方向向量及其应用 1、直线的方向向量
直线的方向向量就是指和这条直线所对应向量平行（或共线）的向量，显然一条直线的方向向量可以有无数个．
2、直线方向向量的应用
利用直线的方向向量，可以确定空间中的直线和平面．
?（1）若有直线l,点a是直线l上一点，向量a是l的方向向量，在直线l ?????????????上取ab?a，则对于直线l上任意一点p，一定存在实数t，使得ap?tab，这
?样，点a和向量a不仅可以确定l的位置，还可具体表示出l上的任意点．
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向量空间证明()（2）空间中平面α的位置可以由α上两条相交直线确定，若设这两条直线
??交于点o,它们的方向向量分别是a和b，p为平面α上任意一点，由平面向量基
??????本定理可知，存在有序实数对（x，y），使得op?xa?yb，这样，点o与方向
??向量a、b不仅可以确定平面α的位置，还可以具体表示出α上的任意点．
1．若a(－1,0,1)，b(1,4,7)在直线l上，则直线l的一个方向向量为
a．(1,2,3)b．(1,3,2)c．(2,1,3)d．(3,2,1)2.从点a(2，－1,7)沿向量a＝(8,9，－12)的方向取线段长ab＝34，则b点的坐标为
a．(－9，－7,7)b．(18,17，－17)c．(9,7，－7)d．(－14，－19,31)二、平面的法向量
1、所谓平面的法向量，就是指所在的直线与平面垂直的向量，显然一个平面的法向量也有无数个，它们是共线向量．
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向量空间证明()??2、在空间中，给定一个点a和一个向量a，那么以向量a为法向量且经过点
a的平面是唯一确定的．
三、直线方向向量与平面法向量在确定直线、平面位置关系中的应用
???????????? 1、若两直线l1、l2的方向向量分别是u1、u2，则有l1//l2?u1//u2，l1⊥l2?u1???
⊥u2． ???????????? 2、若两平面α、β的法向量分别是v1、v2，则有α//β?v1//v2，α⊥β?v1???
⊥v2．
????若直线l的方向向量是u，平面的法向量是v，则有l//α?u⊥v，l⊥α
???u//v b分别是直线l1、l2的方向向量，根据下列条件判断l1与l2的位置关系。1.设a、? ?
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向量空间证明()（1）a=（2，3，－1），b=（－6，－9，3）；（2）a=（5，0，2），b=（0，4，0）；（3）a=（－2，1，4），b=（6，3，3）
? ? ? ? ?? 四、平面法向量的求法
若要求出一个平面的法向量的坐标，一般要建立空间直角坐标系，然后用待定系数法求解，一般步骤如下：
? 1、设出平面的法向量为n?(x,y,z)． ?? 2、找出（求出）平面内的两个不共线的向量的坐标a?(a1,b1,c1),b?(a2,b2,c2)????n?a?0????n?b?03、根据法向量的定义建立关于x，y，z的方程组? 4、解方程组，取其中一个解，即得法向量
v分别是平面α、β的法向量，根据下列条件判断α、β的位置关系：1.设u、9 / 25
向量空间证明()? ? ??（1）u=（1，－1，2），v=（3，2，? ? ? 2）；
（2）u=（0，3，0），v=（0，－5，0）；（3）u=（2，－3，4），v=（4，－2，1）。
? ? 2.已知点a（3，0，0），b（0，4，0），c（0，0，5），求平面abc的一个单位法向量。
?? 3.若直线l的方向向量是a=（1，2，2），平面α的法向量是n=（－1，3，0），试求直线l与平面α所成角的余弦值。
4．若n＝(2，－3,1)是平面α的一个法向量，则下列向量能作为平面α的一个法向量的是
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向量空间证明()a．(0，－3,1)b．(2,0,1)c．(－2，－3,1)d．(－2,3，－1)5．已知平面α上的两个向量a＝(2,3,1)，b＝(5,6,4)，则平面α的一个法向量为
a．(1，－1,1)b．(2，－1,1)c．(－2,1,1)d．(－1,1，－1)五、用向量方法证明空间中的平行关系和垂直关系（一）用向量方法证明空间中的平行关系
空间中的平行关系主要是指：线线平行、线面平行、面面平行．1、线线平行
设直线l，m的方向向量分别为a＝(a1，b1，c1)，b＝(a2，b2，c2)，且a2b2c2≠0，则
l∥m??_?_______.1．在正方体abcd－a1b1c1d1中，p为正方形a1b1c1d1四边上的动点，o为底面正方形abcd的中心，m，n分别为ab，bc的中点，点q为平面abcd内
?????????? 一点，线段d1q与op互相平分，则满足mq＝λmn的实数λ的值有
a．0个c．2个 b．1个d．3个 2、线面平行
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向量空间证明()设直线l的方向向量为a＝(a1，b1，c1)，平面α的法向量为u＝(a2，b2，c2)，则
l∥α??_______?1??
1．已知直线l的方向向量为(2，m,1)，平面α的法向量为?1，2，2?，且l∥α，?? 则m＝________.(更多好文章请关注)2．已知线段ab的两端点的坐标为a(9，－3,4)，b(9,2,1)，则与线段ab平行的坐标平面是
a．xoyb．xoz c．yozd．xoy或yoz 3．如图所示，在空间图形p—abcd中，pc⊥平面abcd，pc＝2，在四边形abcd中，cd∥ab，∠abc＝∠bcd＝90°，ab＝4，cd＝1，点m在pb上，且pb＝4pm，∠pbc＝30°，求证：cm∥平面pad.4.如图，在底面是菱形的四棱锥p—abcd中，∠abc＝60°，pa⊥平面abcd，pa＝ac＝a，点e在pd上，且pe∶ed＝2∶1.在棱pc上是否存在一点f，使bf∥平面aec？证明你的结论．
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向量空间证明()5.如图,在直三棱柱abc－a1b1c1中，ac＝3，bc＝4，aa1＝4，点d是ab的中点，（i）求证：ac⊥bc1；（ii）求证：ac1//平面cdb1；
3、面面平行(3)面面平行设平面α，β的法向量分别为u＝(a1，b1，c1)，v＝(a2，b2，c2)，则α∥β?
abc?__?________a＝bc(a2b2c2≠0)_______.222 1．如图，在平行六面体abcd—a1b1c1d1中，m、p、q分别为棱ab、cd、bc的中点，若平行六面体的各棱长均相等，则①a1m∥d1p；②a1m∥b1q；
③a1m∥面dcc1d1； ④a1m∥面d1pqb1.以上结论中正确的是________．(填写正确的序号)2.如图所示，在正方体abcd?a1b1c1d1中，m、n分别是c1c、b1c1的中点。
求证：（1）mn//平面a1bd；（2）平面a1bd//平面b1d1c。第三篇：第二节用空间向量证明线线垂直与线面垂直 第二节用空间向量证明线线垂直与线面垂直 一、空间向量及其数量积
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向量空间证明()1、在空间，既有大小又有方向的量称为空间向量。用ab或a表示，其中向量的大小称为向量的长度或
或a。正如平面向量可用坐标(x,y.)表示，空间向量也可用坐标(x,y,z)表示。若已知点a坐标为（x1，y1，z1）,点b坐标为（x2，y2，z2）则向量ab=（x2-x1，y2-y1，z2-z1）即是终点坐标减起点坐标。222在空间，知道向量=（x，y，z x?y?z?2、空间向量数量积
①已知两个非零向量a、b，在空间任取一点o，作oa=a，ob=b，则角∠aob叫向量a与b的夹角，记作＜a，b＞规定，若0≤＜a，b＞≤?，若＜a，b＞= ⊥。
②已知空间两个向量a、b cos＜a，b＞叫向量a、b的数量积，记作a?b cos＜，＞若⊥?a?＝０
③若已知空间向量a＝（x1，y1，z1），b＝（x2，y2，z2）则a?b＝x1x2+y1y2+z1z2，cos＜a，?，称a与b垂直，记作a2? ??x1x2?y1y2?z1z2 x1?y1?z1?x2?y2?z2222222
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向量空间证明()例１如图，已知直三棱柱abc-a1b1c1中，∠bca=900,d1、e1分别为a1b1、a1c1中点，若bc=ca=cc1，求向bd1与ae1所成角的余弦值。
b d11ｃ 6 练习：已知正方体abcd—a1b1c1d1中，b1e1=d1f1= f c1b1 c db 二、利用向量证线线垂直与线面垂直 a1b1，求向量be1与df1所成角的余弦值。4 例2在正方体abcd—a1b1c1d1中，求证a1c⊥平面ab1d1 cc 练习：在正方体abcd—a1b1c1d1中，o为底面abcd的中心，p为dd1的中点，求证：b1o⊥平面pac。
a
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向量空间证明()例3如图，pa⊥矩形abcd所在平面，m,n分别是ab,pc中点（1）求证：mn⊥cd
（2）若∠pda=45，求证：mn⊥平面pcd 6 nm b c 练习：正方体abcd—a1b1c1d1中，m是棱d1d中点，n是ad中点，p为棱a1b1上任一点。求证：np⊥am
作业： a1 c1 mc1.如图，正方体abcd—a1b1c1d1中，e是bb1中点，o是底面abcd中心，求证：oe⊥平面d1ac.2.如图，正方体abcd—a1b1c1d1中，o,m分别是bd1,aa1中点，求证：om是异面直线aa1和bd1的公垂线.da1 3、如图，直三棱柱abc-—a1b1c1中，∠acb=90，ac=1，cb=2，侧棱aa1=1，侧面aa1b1b的两
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向量空间证明()条对角线交点为d，b1c1的中点为m。求证：cd⊥平面bdm 6 a1 1bb1 4在棱长为a的正方体abcd—a1b1c1d1中，e，f分别为棱ab和bc的中点，m为棱b1b 上任一点，当 b1m 值为多少时能使d1m⊥平面efb1mb a e 5、如图，?abc为正三角形，ae和cd都垂直于平面abc，且ae=ab=2a，cd=a，f为be中点，求证：af⊥bd
c a 6、如图，已知直三棱柱abc-a1b1c1中b1c1=a1c1，a1b⊥ac1。求证：a1b⊥b1c
6 ａ ａ111
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向量空间证明()第四篇：用向量方法证明空间中的平行与垂直 用向量方法证明空间中的平行与垂直
1.已知直线a的方向向量为a，平面α的法向量为n，下列结论成立的是(c)a．若a∥n，则a∥αb．若a·n＝0，则a⊥α c．若a∥n，则a⊥αd．若a·n＝0，则a∥α
解析：由方向向量和平面法向量的定义可知应选c.对于选项d，直线a?平面α也满足a·n＝0.2.已知α，β是两个不重合的平面，其法向量分别为n1，n2，给出下列结论：
①若n1∥n2，则α∥β；②若n1∥n2，则α⊥β； ③若n1·n2＝0，则α⊥β；④若n1·n2＝0，则α∥β.其中正确的是(a)a．①③b．①④ c．②③d．②④
→平行的一个向量的坐3.(原创)已知a(3，－2,1)，b(4，－5,3)，则与向量ab 标是(c)1a．(3，1,1)b．(－1，－3,2)13c．(－2，2，－1)d．(2，－3，－2)
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向量空间证明()→＝(1，－3,2)＝－2(－131)，解析：ab22 13→所以与向量ab平行的一个向量的坐标是(－2，2，－1)，故选c.4.设l1的方向向量为a＝(1,2，－2)，l2的方向向量为b＝(－2,3，m)，若l1⊥l2，则m等于2.5.设平面α的法向量为(1,2，－2)，平面β的法向量为(－2，－4，k)，若α∥β，则k＝4.解析：因为α∥β，所以(－2，－4，k)＝λ(1,2，－2)，所以－2＝λ，k＝－2λ，所以k＝4.→＝(1,5，－2)，bc→＝(3,1，z)．若ab→⊥bc→，bp→＝(x－1，y，－3)，6.已知ab 4015且bp⊥平面abc，则实数x＝7，y＝－7，z＝4.?→·→＝x－1＋5y＋6＝0解析：由已知?bpab →·→＝3?x－1?＋y－3z＝0?bpbc 4015解得x＝7，y＝－7z＝4.→·→＝3＋5－2z＝0abbc，7.(原创)若a＝(2,1，－3)，b＝(－1,5，3)，则以a，b为邻边的平行四边形的面积为58.解析：因为a·b＝(2,1，－3)·(－1,5，3)＝0，所以a⊥b，又|a|＝22，|b|29，所以以a，b为邻边的平行四边形的面积为
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向量空间证明()|a|·|b|＝22×29＝258.8.如图，平面pac⊥平面abc，△abc是以ac为斜边的等腰直角三角形，e，f，o分别为pa，pb，ac的中点，ac＝16，pa＝pc＝10.设g是oc的中点，证明：fg∥平面boe.证明：如图，连接op，因为pa＝pc，ab＝bc，所以po⊥ac，bo⊥ac，又平面pac⊥平面abc，所以可以以点o为坐标原点，分别以ob，oc，op所在直线为x轴，y轴，z轴建立空间直角坐标系o-xyz.则o(0,0,0)，a(0，－8,0)，b(8,0,0)，c(0,8,0)，p(0,0,6)，e(0，－4,3)，f(4,0,3)．由题意，得g(0,4,0)．
→＝(8,0,0)，oe→＝(0，－4,3)，因为ob 设平面boe的一个法向量为n＝(x，y，z)，→??n·ob＝0?x＝0则?，即?，→＝0?－4y＋3z＝0?oe?n· 取y＝3，则z＝4，所以n＝(0,3,4)． →＝(－4,4，－3)，得n·→＝0.由fgfg 又直线fg不在平面boe内，所以fg∥平面boe.20 / 25
向量空间证明()9.如图，四棱锥p-abcd的底面为正方形，侧棱pa⊥底面abcd，且pa ＝ad＝2，e，f，h分别是线段pa，pd，ab的中点．(1)求证：pb∥平面efh；(2)求证：pd⊥平面ahf.证明：建立如图所示的空间直角坐标系a-xyz，所以a(0,0,0)，b(2,0,0)，c(2,2,0)，d(0,2,0)，p(0,0,2)，e(0,0,1)，f(0,1,1)，h(1，0,0)．
→＝(2,0，－2)，eh→＝(1,0，－1)，(1)因为pb →＝2eh→，所以pb 因为pb?平面efh，且eh?平面efh，所以pb∥平面efh.→＝(0,2，－2)，ah→＝(1,0,0)，af→＝(0,1,1)，(2)因为pd →·→＝0×0＋2×1＋(－2)×1＝0，所以pdaf →·→＝0×1＋2×0＋(－2)×0＝0，pdah 所以pd⊥af，pd⊥ah，又因为af∩ah＝a，所以pd⊥平面ahf.第：第四节利用空间向量求二面角及证明面面垂直 第四节利用空间向量求二面角及证明面面垂直
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向量空间证明()一、二面角
二面角??l??，若?的一个法向量为m，?的一个法向量为n，则cos?,??，二面角的大小为?m,n?或???m,n? 例1．如图，正三棱柱abc?a1b1c1中，e为bb1的中点，aa1?a1b1，求平面a1ec与平面a1b1c1所成锐角的大小。
例2．（05年全国）如图，在四棱锥v-abcd vad是正三角形,平面vad⊥底面abcd．（1）证明ab⊥平面vad；（2）求面vad与面vbd所成的二面角的大小．
练习：如图，棱长为1的正方体abcd?a1b1c1d1中，e是cc1的中点，求二面角b?b 1e?d的余弦值。12 二．证面面垂直
若平面?的一个法向量为，平面?的一个法向量为，且?，则???。例3．在四棱锥p-abcd中，侧面pcd是正三角形，且与底面abcd垂直，已知底面是面积为23的菱形，?adc?600，m是pb的中点。（1）求证：pa?cd（2）求二面角p?ab?d的度数；（3）求证：平面pab?平面cdm。
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向量空间证明()练习：（04年辽宁）已知四棱锥p-abcd中，底面abcd是菱形，?dab?60?,pd?平面abcd，pd=ad，点e为ab的中点，点f为pd的中点。
（1）证明平面ped⊥平面pab；
（2）求二面角p-ab-f的平面角的余弦值.作业：
1．（04年广东）如图，在长方体abcd?a1b1c1d1中，已知ab?4,ad?3,aa1?2,e,f分别是线段ab,bc上的点，且eb?fb?1。（ⅰ）求二面角c-de-c1的正切值；
（ⅱ）求直线ec1与fd1所成角的余弦值。13 2．（05年全国）已知四棱锥p-abcd的底面为直角梯形，ab∥dc，?dab?90?,pa?底面abcd，且pa=ad=dc= ab=1，m是pb的中点。2（1）证明：面pad⊥面pcd；（2）求ac与pb所成的角；（3）求面amc与面bmc所成二面角的大小。
3．已知四棱锥p-abcd的底面是边长为2的正方形，侧棱pa?底面abcd，pa＝2，m、n分别是ad、bc的中点，mq?pd于q（1）求证：平面pmn?平面pad；
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向量空间证明()（2）求pm与平面pcd所成角的正弦值；（3）求二面角p?mn?q的余弦值。
4．（06年全国）如图，在直三棱柱abc－a1b1c1中，ab＝bc，d、e分别为bb1、ac1的中点．
（1）证明：ed为异面直线bb1与ac1的公垂线；（2）设aa1＝ac＝2ab，求二面角a1－ad－c1的大小．
14 c b1d e c a b 5．（04年浙江）如图，已知正方形abcd和矩形acef所在的平面互
相垂直，ab=，af=1，m是线段ef的中点。
（1）求证：am//平面bde；（2）求二面角a?df?b的大小；（3）试在线段ac上确定一点p，使得pf与bc所成的角是60?。6．（05年湖南）如图1，已知abcd是上．下底边长分别为2和6，高为的等腰梯形，将它沿对称轴oo1折成直二面角，如图2.24 / 25
向量空间证明()（1）证明：ac⊥bo1；
（2）求二面角o-ac-o1的大小。
7．（06年山东）如图，已知四棱锥p-abcd的底面abcd为等腰梯形，ab∥dc,ac⊥bd,ac与bd相交于点o，且顶点p在底面上的射影恰为点o，又bo=2,po=,pb⊥pd.(1)求异面直线pd与bc所成角的余弦值；(2)求二面角p-ab-c的大小；(3)设点m在棱pc上，且pc⊥平面bmd.15 pm ??,问?为何值时，mc
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第2篇：向量证明重心
向量证明重心()
第一篇：向量证明重心
向量证明重心三角形abc中，重心为o，ad是bc边上的中线，用向量法证明ao=2od(1).ab=12b，ac=12c。ad是中线则ab+ac=2ad即12b+12c=2ad，ad=6b+6c;bd=6c-6b。od=xad=6xb+6xx。(2).e是ac中点。作df//be则ef=ec/2=ac/4=3c。平行线分线段成比
od/ad=ef/af
即(6xb+6xc)/(6b+6c)=3c/9c，x(6b+6c)/(6b+6c)=1/3，3x=1。(3).od=2b+2c，ao=ad-od=4b+4c=2(2b+2c)=2od。2 设bc中点为m∵pa+pb+pc=0∴pa+2pm=0∴pa=2mp∴p为三角形abc的重心。上来步步可逆、∴p是三角形abc重心的充要条件是pa+pb+pc=0 3 如何用向量证明三角形的重心将中线分为2：1 设三角形abc的三条中线分别为ad、be、cf，求证ad、be、cf交于一点o，且ao：od=bo：oe=co：of=2：1 证明：用归一法
不妨设ad与be交于点o，向量ba=a,bc=b,则ca=ba-bc=a-b 因为be是中线，所以be=(a+b)/2,向量bo与向量be共线，故设bo=xbe=(x/2)(a+b)同理设ao=yad=(y/2)(ab+ac)=y/2(-a+b-a)=-ya+(y/2)b 在三角形abo中，ao=bo-ba 所以-ya+(y/2)b=(x/2)(a+b)-a=(x/2-1)a+(x/2)b 因为向量a和b线性无关，所以-y=x/2-1 y/2=x/2 解得x=y=2/3 所以a0：ad=bo：be=2：3 故ao：od=bo：oe=2:1 设ad与cf交于o’,同理有ao’：o’d=co’:o’f=2:1
所以有ao:od=ao’:o’d=2:1,注意到o和o’都在ad上，因此o=o’ 因此有ao：od=bo：oe=co:of=2:1 证毕!4 设三角形abc的顶点a,b,c的坐标分别为(x1,y1),(x2,y2)，(x3,y3)证明：三角形abc的重心(即三条中线的交点)m的坐标(x,y)满足：x=x1+x2+x3/3y=y1+y2+y3/3 设:ab的中点为d.∴dx=(x1+x2)/2，又m为三角形的重心,∴cd=3md,∴x3-(x1+x2)/2=3===>x=(x1+x2+x3)/3同理:y=(y1+y2+y3)/3 5 如图。设ab=a(向量)，ac=b,ad=(a+b)/2,ao=tab=ta/2+tb/2.be=b/2-a.ao=a+sbe=(1-s)a+sb/2.t/2=1-s,t/2=s/2.消去s.t=2/3.ao=(2/3)ab.od=(1/3)ab,ao=2od.如何用向量证明三角形的重心将中线分为2：1 设三角形abc的三条中线分别为ad、be、cf，求证ad、be、cf交于一点o，且ao：od=bo：oe=co：of=2：1 证明：用归一法
不妨设ad与be交于点o，向量ba=a,bc=b,则ca=ba-bc=a-b 因为be是中线，所以be=(a+b)/2,向量bo与向量be共线，故设bo=xbe=(x/2)(a+b)同理设ao=yad=(y/2)(ab+ac)=y/2(-a+b-a)=-ya+(y/2)b 在三角形abo中，ao=bo-ba 所以-ya+(y/2)b=(x/2)(a+b)-a=(x/2-1)a+(x/2)b 因为向量a和b线性无关，所以-y=x/2-1 y/2=x/2 解得x=y=2/3 所以a0：ad=bo：be=2：3 故ao：od=bo：oe=2:1 设ad与cf交于o’,同理有ao’：o’d=co’:o’f=2:1
所以有ao:od=ao’:o’d=2:1,注意到o和o’都在ad上，因此o=o’ 因此有ao：od=bo：oe=co:of=2:1 证毕!第二篇：向量与三角形的重心 向量与三角形的重心
????????????例1 已知a，b，c是不共线的三点，g是△abc内一点，若ga?gb?gc?0．求 证：g是△abc的重心．
????????????????????????证明：如图1所示，因为ga?gb?gc?0，所以ga??(gb?gc)．
????????????????????以gb，gc为邻边作平行四边形bgcd，则有gd?gb?gc，????????所以gd??ga．
????????又因为在平行四边形bgcd中，bc交gd于点e，所以be?ec，????????????????ge?ed．所以ae是△abc的边bc的中线，且ga?2ge． 故g是△abc的重心．
点评：①解此题要联系重心的性质和向量加法的意义；②把平面几何知识和向量知识结合起来解决问题是解此类问题的常用方法． 变式引申：已知d，e，f分别为△abc的边bc，ac，ab的中点．求证： ????????????ad?be?cf?0． 证明：如图2的所示，????????????????????????????????????????????ad?ac?cd????????????????2ad?ac?ab?cd?bd，即2ad?ac?ab． ad?ab?bd?? ????????????????????????同理2be?ba?bc，2cf?ca?cb．(请收藏好 范 文，请便下次访问：)?????????????2a(d?be?c)f?a?c ????????????0?c?f?ad?be． ca?cb????????
????????????????．?ab?ba?b0c? 点评：该例考查了三角形法则和向量的加法． 例2 如图3所示，△abc的重心为g，o为坐标原点，????????????????oa?a，ob?b，oc?c，试用a，b，c表示og． 解：设ag交bc于点m，则m是bc的中点，????????????b?aab?ac?bc?c?b．则，c?a，?????1??????1??1?am?abb?c?a?(c?b)?(c?b?2a)． 222 ??????21????aga(c?b?2a．)33 ????????????11故og?oa?ag?a?(c?b?2a)?(a?b?c)． 33 点评：重心问题是三角形的一个重要知识点，充分利用重心性质及向量加、减运算的几何意义是解决此类题的关键． 变式引申：如图4，平行四边形abcd的中心为o，????1????????????????p为该平面上任意一点，则po?(pa?pb?pc?pd)． 4 ?????????????????????????????????????po?pa?ao，po?pb?bo，po?pc?co，证法1：
????????????po?pd?do，?????????????????p?bp?c pd?4po?pa，???? ????1????????????????即po?(pa?pb?pc?pd)． 4 ????1????????????1????????证法2：?po?(pa?pc)，po?(pb?pd)，22 ????1?????????????????po?(pa?pb?pc?pd)． 4 点评：（1）证法1运用了向量加法的三角形法则，证法2运用了向量加法的平行四边形法则．
????????????????（2）若p与o重合，则上式变为oa?ob?oc?od?0． 第三篇：三角形重心向量性质的引申及应用 三角形重心向量性质的引申及应用 新化县第三中学肖雪晖
平面向量是高中数学实验教材中新增的一章内容．加入向量，一些传统的中学数学内容和问题就有了新的内涵．在数学教学中引导学生积极探索向量在中学数学中各方面的应用，不仅可深人了解数学教材中新增内容和传统内容的内部联系，构建合理的数学知识结构，而且有利于拓展学生的想像力，激发创新活力，显现出向量作为一个工具在数学中的重要性．下面就向量与三角形的重心关系加以引申和应用． 三角形重心向量形式的充要条件：设o为?abc所在平面上一点，o为?abc的重
?????????????心?oa?ob?oc?0 证明：先证必要性：
????????????????????如图1以ob,oc为邻边作平行四边形obdc,则od?ob?oc.?????????????????????????????????又oa?ob?oc?0，则ob?oc??oa，所以?oa?od, o为ad的中点，且a、o、d共线.又e为od的中点,因此，o是中线ae的三等分点，且oa?2ae 3 即o为?abc的重心.再证充分性:设bo、oc与ac、ab分别交于f、g点，则由三角形的中线公式可得，?????????????ae?bf?cg?0 ????2????????2????????2????又o为?abc的重心，得ao?ae,bo?bf,co?cg 333 ?????????????所以oa?ob?oc?0 引申1若o为?abc内任一点，则有 ?????????????s?oab.oc?s?obc.oa?s?oac.ob?0 ?????????????????????????oa1??1oa,ob1??2ob,oc1??3oc, ?????????????且o为?abc的重心，则?1oa??2ob??3oc?0 且s?aob?s?boc?s?aoc,记为s,那么，s?oab s1oa?obsin?aob1??.??12oa1?ob1sin?aob2 s即s? aob??1?2.同理可得s?obc?s ?2?3，s?oac?s?1?3.?????????????
所
以
?1:?2:?3?s?obc:s?oac:s?oab.则
证
明
：
如
图
2，设s?oab.oc?s?obc.oa?s?oac.ob?0 引申2如图3,已知点g是?abc的重心，过g作直线与ab、ac两边分别交于m、n ?????????????????11两点，且am?xab,an?yac,则??3 xy ?????????????证明：点g是?abc的重心，知ga?gb?gc?0, ??????????????????????????????1???得?ag?(ab?ag)?(ac?ag)?0ag?(ab?ac)3 又m、n、g三点共线（a不在直线am上）,于是存在?,?，使得 ??????????????????????????????1???ag??am??an)(ag??xab??yac?(ab?ac)3 ?????111???3 得?于是得1xy?x??y??3?运用引申1、引申2可以解决许多数学问题，使解题过程简单。
例1.设设o为?abc所在平面上一点，角a、b、c所对边长分别为a,b,c则o为?abc ??????????????的内心的充要条件为：aoa?bob?coc?0 证明：必要性，由o为?abc的内心，得o到?abc三边的距离相等，记为r, 则s?oab?111111ab?r?cr,s?obc?bc?r?ar,s?oac?ac?r?br, 222222 所以s?oab:s?obc:s?oac?c:a:b ???????????????????????????
由
引
申
1得
且
????1)，有有s?oab?oc?s?obc?oas?oac?ob?0，即aoa?bob?coc?0 ???????????????????????????充分性：由s?oab?oc?s?obc?oas?oac?ob?0，得s?oab:s?obc:s?oac?c:a:b 设o到?abc
三边的距离分别为
r1,r2,r3，则
aoa?bob?coc?0
及s?oab?111cr1,s?obc?ar2,s?oac?br3, 222 所以ar1:br2:cr3?a:b:c, 可得r1?r2?r3,即o为?abc的内心。
??????????????所以o为?abc的内心的充要条件为：aoa?bob?coc?0 例2.已知在?abc中，过重心g的直线交ab于p, 交ac于q,设?apq的面积为s1，?????????????????abc的面积为s2，且ap?ppb,aq?qqc,则（1）pq?_______________ p?q（2）s1的取值范围是_________________ s2 ????????11appaqq???3 解析：（1）因为,?,由引申2得pqab1?pac1?q 1?p1?q 即1?p1?q11pq??3，推出??1,所以?1,故填1.pqpqp?q（2）由题可知s2ab?ac(1?p)(1?q)1????2.s1ap?aqpqpq 11?411s94s1pq21?()?,所以2运用引申1、2，还可以轻松解答下列问题.?????????????1.已知点o为?abc内一点，且存在正数?1,?2,?3使?1oa??2ob??3oc?0 设?aob,?aoc的面积分别为s1,s2,求s1:s2.?????????????2.已知点p是?abc内一点，且满足pa?2pb?3pc?0，求?abp与?abc的面积的 比.?????????????3.已知点o在?abc内部且满足oa?2ob?3oc?0,求?abc与凹四边形aboc的 面积的比.第四篇：三角形外心、重心、垂心的向量形式 三角形外心、重心、垂心的向量形式 已知△abc，p为平面上的点，则(1)p为外心(2)p为重心(3)p为垂心
证明(1)如p为△abc的外心(图1)，则 pa=pb=pc，(2)如p为△abc的重心，如图2，延长ap至d，使pd=pa，设ad与bc相交于e点． 由重心性质
∴ 四边形pbdc为平行四边形． bc和pd之中点． 心．
(3)如图3，p为△abc的垂心
同理pa⊥ac，故p为△abc之垂心． 由上不难得出这三个结论之间的相互关系： ∴ △abc为正三角形．
∴ △abc为正三角形，且o为其中心．
第：向量与三角形内心、外心、重心、垂心知识的交汇 向量与三角形内心、外心、重心、垂心知识的交汇 一、四心的概念介绍
（1）重心——中线的交点：重心将中线长度分成2：1；（2）垂心——高线的交点：高线与对应边垂直；（3）内心——角平分线的交点（内切圆的圆心）：角平分线上的任意点到角两边的距离相等；（4）外心——中垂线的交点（外接圆的圆心）：外心到三角形各顶点的距离相等。二、四心与向量的结合（1）oa?ob?oc?0?o是?abc的重心.证法1：设o(x,y),a(x1,y1),b(x2,y2),c(x3,y3)?(x1?x)?(x2?x)?(x3?x)?0? ?(y1?y)?(y2?y)?(y3?y)?0 oa?ob?oc?0? x1??x????? ?y?y1??? x2?x33y2?y33 ?o是?abc的重心.证法2：如图 ?oa?ob?oc ?oa?2od?0 ?ao?2od ?a、o、d三点共线，且o分ad 为2：1 ?o是?abc的重心 bdc（2）oa?ob?ob?oc?oc?oa?o为?abc的垂心.证明：如图所示o是三角形abc的垂心，be垂直ac，ad垂直bc，d、e是垂足.oa?ob?ob?oc?ob(oa?oc)?ob?ca?0 ?ob?ac 同理oa?bc，oc?ab ?o为?abc的垂心
（3）设a,b,c是三角形的三条边长，o是?abc的内心 aoa?bob?coc?0?o为?abc的内心.证明：? ? abc? ab acac方向上的单位向量，分别为ab、cb acb平分?bac, abc?acb ?ao??()，令?? bca?b?c ?ao? bca?b?c（abc ? acb)化简得(a?b?c)oa?bab?cac?0 ?aoa?bob?coc?0（4 ???o为?abc的外心。典型例题：
例1：o是平面上一定点，a、b、c是平面上不共线的三个点，动点p满足
op?oa??(ab?ac)，???0,???，则点p的轨迹一定通过?abc的 a．外心b．内心c．重心d．垂心 分析：如图所示?abc，d、e分别为边bc、ac的中点.?ab?ac?2ad ?op?oa?2?ad ?op?oa?ap ?ap?2?ad bdc ?ap//ad ?点p的轨迹一定通过?abc的重心，即选c.例2：（03全国理4）o是平面上一定点，a、b、c是平面上不共线的三个点，动点p 满足op?oa???，???0,???，则点p的轨迹一定通过?abc的（b）a．外心b．内心c．重心d．垂心 分析：? ac方向上的单位向量，分别为ab、? ab? ac平分?bac, ?点p的轨迹一定通过?abc的内心，即选b.例3：o是平面上一定点，a、b、c是平面上不共线的三个点，动点p 满足 op?oa??ab? ac，???0,???，则点p的轨迹一定通过?abc的a．外心b．内心c．重心d．垂心
分析：如图所示ad垂直bc，be垂直ac，d、e是垂足.? ?bc ? ? =? =0 ?点p的轨迹一定通过?abc的垂心，即选d.练习： 1．已知?abc三个顶点a、b、c及平面内一点p，满足pa?pb?pc?0，若实数?满足：ab?ac??ap，则?的值为 a．2b． 32 c．3d．6 2．若?abc的外接圆的圆心为o，半径为1，oa?ob?oc?0，则oa?ob?()a． 12 b．0c．1d．? 12 3．点o在?abc内部且满足oa?2ob?2oc?0，则?abc面积与凹四边形 aboc 面积之比是 a．0b． 32 c． 54 d． 43 4．?abc的外接圆的圆心为o，若oh?oa?ob?oc，则h是?abc的 a．外心b．内心c．重心d．垂心
5．o是平面上一定点，a、b、c是平面上不共线的三个点，若oa ?bc?ob ?ca?oc?ab，则o是?abc的 a．外心b．内心c．重心d．垂心
oh?m(oa?ob?oc)，?abc的外接圆的圆心为o，6．两条边上的高的交点为h，则实数m = →→→→1abacabac→→→
7．（06陕西）已知非零向量ab与ac满足(+)·bc=0 · = , 则 2→→→→|ab||ac||ab||ac|△abc为()a．三边均不相等的三角形b．直角三角形 c．等腰非等边三角形d．等边三角形
8．已知?abc三个顶点a、b、c，若ab ?abc为
?ab?ac?ab?cb?bc?ca，则
a．等腰三角形b．等腰直角三角形
c．直角三角形d．既非等腰又非直角三角形 练习答案：c、d、c、d、d、1、d、c
第3篇：向量证明重心
向量证明重心三角形ABC中，重心为O，AD是BC边上的中线，用向量法证明AO=2OD(1).AB=12b，AC=12c。AD是中线则AB+AC=2AD即12b+12c=2AD，AD=6b+6c;BD=6c-6b。OD=xAD=6xb+6xx。(2).E是AC中点。作DF//BE则EF=EC/2=AC/4=3c。平行线分线段成比OD/AD=EF/AF即(6xb+6xc)/(6b+6c)=3c/9c，x(6b+6c)/(6b+6c)=1/3，3x=1。(3).OD=2b+2c，AO=AD-OD=4b+4c=2(2b+2c)=2OD。2 设BC中点为M∵PA+PB+PC=0∴PA+2PM=0∴PA=2MP∴P为三角形ABC的重心。上来步步可逆、∴P是三角形ABC重心的充要条件是PA+PB+PC=0 3 如何用向量证明三角形的重心将中线分为2：1 设三角形ABC的三条中线分别为AD、BE、CF，求证AD、BE、CF交于一点O，且AO：OD=BO：OE=CO：OF=2：1 证明：用归一法
不妨设AD与BE交于点O，向量BA=a,BC=b,则CA=BA-BC=a-b 因为BE是中线，所以BE=(a+b)/2,向量BO与向量BE共线，故设BO=xBE=(x/2)(a+b)同理设AO=yAD=(y/2)(AB+AC)=y/2(-a+b-a)=-ya+(y/2)b 在三角形ABO中，AO=BO-BA 所以-ya+(y/2)b=(x/2)(a+b)-a=(x/2-1)a+(x/2)b 因为向量a和b线性无关，所以-y=x/2-1 y/2=x/2 解得x=y=2/3 所以A0：AD=BO：BE=2：3 故AO：OD=BO：OE=2:1 设AD与CF交于O',同理有AO’：O'D=CO':O'F=2:1 所以有AO:OD=AO':O'D=2:1,注意到O和O’都在AD上，因此O=O’ 因此有AO：OD=BO：OE=CO:OF=2:1 证毕!4 设三角形ABC的顶点A,B,C的坐标分别为(X1,Y1),(X2,Y2)，(X3,Y3)证明：三角形ABC的重心(即三条中线的交点)M的坐标(X,Y)满足：X=X1+X2+X3/3 Y=Y1+Y2+Y3/3 设:AB的中点为D.∴Dx=(x1+x2)/2，又M为三角形的重心,∴CD=3MD,∴x3-(x1+x2)/2=3[x-(x1+x2)/2]===>x=(x1+x2+x3)/3同理: y=(y1+y2+y3)/3 5 如图。
