关于高中数学中向量相关的结论,以下是常见且重要的几何结论整理,结合了向量运算与几何性质:
重心
若$G$为$triangle ABC$的重心,则$overrightarrow{PG} = frac{1}{3}(overrightarrow{PA} + overrightarrow{PB} + overrightarrow{PC})$,其中$P$为重心,$AD$为$BC$边中线。
垂心
若$H$为$triangle ABC$的垂心,则$overrightarrow{AH} cdot overrightarrow{BC} = 0$,且$overrightarrow{PH} = overrightarrow{PA} + overrightarrow{AB} cdot frac{overrightarrow{AC}}{|overrightarrow{AC}|^2}$($D$为垂足)。
外心
若$O$为$triangle ABC$的外心,则$|overrightarrow{OA}| = |overrightarrow{OB}| = |overrightarrow{OC}|$,且$overrightarrow{OA} cdot overrightarrow{AB} = frac{1}{2}|overrightarrow{AB}|^2$($D$为$AB$中点)。
内心
若$I$为$triangle ABC$的内心,则$overrightarrow{AI}$平分$angle BAC$,且$overrightarrow{AI} = frac{boverrightarrow{AB} + coverrightarrow{AC}}{a + b + c}$($a, b, c$为边长)。
菱形
若平行四边形$ABCD$中,$AC perp BD$,则$overrightarrow{AB}^2 + overrightarrow{AD}^2 = overrightarrow{AC}^2$。
矩形
若平行四边形$ABCD$中,$overrightarrow{AB} cdot overrightarrow{AD} = 0$,则$AB perp AD$。
正方形
若平行四边形$ABCD$中,$|overrightarrow{AB}| = |overrightarrow{AD}|$且$overrightarrow{AB} cdot overrightarrow{AD} = 0$,则四边形为正方形。
中点公式
若$M$为$AB$中点,则$overrightarrow{OM} = frac{1}{2}(overrightarrow{OA} + overrightarrow{OB})$。
平行与垂直判定
两向量平行:$overrightarrow{a} parallel overrightarrow{b} Leftrightarrow overrightarrow{a} = koverrightarrow{b}$($k$为实数)。
两向量垂直:$overrightarrow{a} perp overrightarrow{b} Leftrightarrow overrightarrow{a} cdot overrightarrow{b} = 0$。
角平分线性质
若$AD$平分$angle BAC$,则$frac{|overrightarrow{AB}|}{|overrightarrow{AC}|} = frac{BD}{DC}$(角平分线定理)。
三角形面积 :$S = frac{1}{2}|overrightarrow{AB} times overrightarrow{AC}|$(向量积的几何意义)。
向量方程 :直线$AB$的向量方程为$overrightarrow{r} = overrightarrow{A} + toverrightarrow{AB}$(参数方程)。
以上结论可通过向量加法、减法、数量积等运算进行证明,建议结合几何图形进行理解。高考中常以这些结论为素材,要求学生灵活运用向量知识解决几何问题。