几何不等式
知识定位
不等式是初中数学竞赛比较重要的一个知识点,在历年竞赛中占据非常大比例,几何不等式就其形式来说不外乎分为线段不等式、角不等式以及面积不等式三类,在解题中不仅要用到一些有关的几何不等式的基本定理,还需用到一些图形的面积公式。本文归纳总结了几何不等式的若干性质及定理,将通过例题来说明这些方法的运用。
知识梳理
1、几何不等式定理:几何不等式就其形式来说不外乎分为线段不等式、角不等式以及面积不等式三类,在解题中不仅要用到一些有关的几何不等式的基本定理,还需用到一些图形的面积公式。下面先给出几个基本定理:
定理1 在三角形中,任两边之和大于第三边,任两边之差小于第三边.
定理2 同一个三角形中,大边对大角,小边对小角,反之亦然.
定理3 在两边对应相等的两个三角形中,第三边大的,所对的角也大,反之亦然.
定理4 三角形内任一点到两顶点距离之和,小于另一顶点到这两顶点距离之和.arranged
定理5 自直线l外一点P引直线l的斜线,射影较长的斜线也较长,反之,斜线长的射影也较长.
说明: 如图2-135所示.PA,PB是斜线,HA和HB分别是PA和PB在l上的射影
若HA>HB,则PA>PB;
若PA>PB,则HA>HB.事实上,由勾股定理知:PA2-HA2=PH2=PB2-HB2,
所以PA2-PB2=HA2-HB2.
从而定理容易得证.
定理6 在△ABC中,点粘贴英文P是边BC上任意一点,则有PA≤max{AB,AC},当点cgtvP为A或B时等号成立.
说明 max{AB,AC}表示AB,AC中的较大者,如图2-136所示,若P在线段BH上,则由于PH≤BH,由上面的定理5知PA≤BA,从而PA≤max{AB零基础英语学习网站,AC}.
同理,若P在线段HC上,同样有PA≤max{AB,AC}
例题精讲
【试题来源】
【题目】在锐角三角形ABC中,AB>AC,AM为中线,P为△AMC内一点,证明:PB>PC
【答案】如下解析
【解析】 证: 在△AMB与△AMC中,AM是公共边,BM=MC,且AB>AC,
由定理3知,∠AMB>∠AMC,
所以∠AMC<90°
过点P作PH⊥BC,垂足为H,则H必定在线段BM的延长线上.
如果H在线段MC内部,则BH>BM=MC>HC.
如果H在线段MC的延长线上,显然BH>HC,
所以PB>PC.
【知识点】几何不等式
【适用场合】当堂例题
【难度系数】3
【试题来源】
【题目】已知P是△ABC内任意一点
(1)求证:1/2(a+b+c)<PA+PB+PC<a+b+c
(2)若△ABC为正三角形,且边长为1,求证:PA+PB+PC<2
【答案】如下解析
【解析】 证明:(1)由三角形两边之和大于第三边得PA+PB>c,PB+PC>a,PC+PA>b
把这三个不等式相加,再两边除以2,
便得PA+PB+PC>1/2(a+b+c)
又由定理4可知PA+PB<a+b, PB+PC<b+c,PC+PA<c+a.
把它们相加,再除以2,便得PA+PB+PC<a+b+c.
所以1/2(a+b+c)<PA+PB+PC<a+b+c
(2)过P作DE∥BC交正三角形ABC的边ABuniversiade,AC于D,E,于是
PA<max{AD,AE}=AD,
PB<BD+孟晓驷DP,PC<PE+EC,
m族 所以PA+PB+PC<AD+BD+DP+PE+EC=AB+AE+EC=2.
天气的英文【知识点】几何不等式
【适用场合】当堂练习
【难度系数】3
【试题来源】
【题目】如图,在线段BC同侧作两个三角形成都外国语学校官网ABC和DBC,使得AB=AC,DB>DC,且AB+AC=DB+DC.若AC与BD相交于E,求证:AE>DE
【答案】如下解析
【解析】 证: 在DB上取点F,使DF=AC,并连接AF和fgdAD.