打破信息差系列21——阿波罗尼斯定理(中线长定理)

教育   2024-11-16 21:25   北京  

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1240期打破信息差系列21——阿波罗尼斯定理(中线长定理)

  • 一、往期回顾
    • 1、导数篇18讲
    • 2、解三角形篇
  • 二、这道涉及中线长定理的解三角形题
  • 三、教材上的中线长定理
  • 四、中线长定理(阿波罗尼斯定理)
  • 五、两道中线长定理的应用

一、往期回顾

这种新定义已经被很多老师专家以及关注高考的爱好者喷过了,因为这种套壳新定义仅仅便于某些老师出题之外再无什么优点;另外就是这种题对于了解高等数学的同学非常有利(无论是知识技巧,还是考场上的心态),这就给学生一种错误的导向——应多去了解高等数学内容!(关注微信公众号:Hi数学派)
这虽然是不对的,但是对于学生而言,又改变不了某些老师就是喜欢出这些东西,就比如最近模考中就不乏这些类型的压轴题。因此,同学们在学有余力之下,多看一眼这类高等数学背景就行,突破信息差,让自己在考试中看到这东西心态稳一点。

1、导数篇18讲

《打破信息差系列1——泰勒展开》
《打破信息差系列2——三大中值定理》
《打破信息差系列3——极值点3大充分条件》
《打破信息差系列4——洛必达法则》
《打破信息差系列5——帕德逼近(参考图书+所有帕德题)》
《打破信息差系列6——刘维尔定理》
《打破信息差系列7——斯特林(Stirling)公式》
《打破信息差系列8——函数凸凹性》
《打破信息差系列9——拟合和插值》
《打破信息差系列10——曲率与曲率半径》
《打破信息差系列11——双曲正余弦函数》
《打破信息差系列12——Hadamard 不等式》
《打破信息差系列13——牛顿法与牛顿迭代》
《打破信息差系列14——切比雪夫最佳逼近》
《打破信息差系列15——切比雪夫函数与余弦n倍角展开》
《打破信息差系列16——不动点迭代收敛定理》
《打破信息差系列17——Hölder连续(李普希兹条件)》
《打破信息差系列18——二元函数与偏导数》

注: 以上各讲并没有内容上的递进关系或是学习的先后顺序,即每一讲内容基本上是独立的,看某一讲并不需要一定先看完排序靠前的,也就是各讲序号仅表明该讲编写出来的时间先后罢了。另外,后续如有考卷出现新的涉及导数高等数学背景的,再续更打破信息差系列——导数篇。

2、解三角形篇

该篇是第3篇,前面2篇参看链接↓↓↓
《打破信息差系列19——解三角形与射影几何》
《打破信息差系列20——解三角形与梅氏定理》

该篇素材选自安徽A10联盟25届高三11月联考第16题。该题并不难,就是三角形中的中线长定理,即阿波罗尼斯定理。

二、这道涉及中线长定理的解三角形题

【安徽A10联盟25届高三11月联考】(关注微信公众号:Hi数学派)在 中,内角 的对边分别是 ,且
(1) 求证:
(2) ,且 是边 的中点 求 的最小值.

解析:

(1)

整理得

由正弦定理得 .

(2) 由中线长定理可得

当且仅当 时等号成立

三、教材上的中线长定理

该定理在人教版新教材必修第二册第六章习题第15题(,如下图)

人教版新教材必修第二册第六章习题第15题

【人教版新教材必修第二册第六章习题第15题】
的三边分别为 ,边 上的中线分别记为 ,利用余弦定理证明(关注微信公众号:Hi数学派)

图 1

证明: 如图 1,设点 为边 的中点,并设 ,则

分别在 中利用余弦定理得

两式相加得(关注微信公众号:Hi数学派)

整理即可得

同理可得

四、中线长定理(阿波罗尼斯定理)

【中线长定理】(阿波罗尼斯定理) 的三边分别为 ,中线长分别为 ,则(关注微信公众号:Hi数学派)

证明: 同人教版新教材必修第二册第六章习题第15题的证明

五、两道中线长定理的应用

【典例1】(九省联考T8)(关注微信公众号:Hi数学派)设双曲线 ) 左、右焦点分别为 ,过坐标原点的直线与 交于 两点, ,则 的离心率为(

图 2

解析: 如图 2,易知四边形 为平行四边形

极化恒等式可知(关注微信公众号:Hi数学派)

由中线长定理可得

整理得 ,所以 .

【典例2】(关注微信公众号:Hi数学派)在 中,角 的对边分别为 ,若 .
(1) 的值;
(2) ,求 面积的最大值.

解析:

(1)

由正弦定理得(关注微信公众号:Hi数学派)

由余弦定理得

所以

所以

(2) 如图 2,作 的中线

图 3

于是

联立 (1) 可得 ,所以点 在以点 为圆心, 为半径的圆上(关注微信公众号:Hi数学派)

面积的最大值为


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