1.证明:设AD与BE交于点P,则要证CF过点P,也就是要证CP平分∠C,用向量知识分析,即要证存在λ,使得向量CP=λ(向量CA/|CA|+向量CB/|CB|)
为简便起见,设|AB|=c,|BC|=a,|CA|=b.
∵AP平分∠A, BP平分∠B
∴存在λ1,λ2,使得
向量AP=λ1(向量AB/c+向量AC/b), 向量BP=λ2(向量BA/c+向量BC/a)
∵向量AB+向量BP=向量AP
∴向量AB+λ2(向量BA/c+向量BC/a)=λ1(向量AB/c+向量AC/b)
即:(1-λ2/c)向量AB+λ2/a向量BC=(λ1/c+λ1/b)向量AB+λ1/b向量BC
由平面向量基本定理,有:
1-λ2/c=λ1/c+λ1/b
λ2/a=λ1/b
消λ2,求得λ1=bc/(a+b+c)
于是向量AP=bc/(a+b+c)(向量AB/c+向量AC/b)
∴向量CP=向量CA+向量AP
=向量CA+bc/(a+b+c)(向量AB/c+向量AC/b)
=向量CA+b/(a+b+c)向量AC+b/(a+b+c)向量CB+c/(a+b+c)向量AC
=a/(a+b+c)向量CA+b/(a+b+c)向量CB
=ab/(a+b+c)(向量CA/b+向量CB/a)
这就证到了存在λ=ab/(a+b+c),使得向量CP=λ(向量CA/b+向量CB/a)
所以AD,BE,CF交于一点.
2.我记得初中的数学课本(人教版)的证明是大致如下的:
对等边三角形的一边作高,所分割的两个小三角形是一个锐角等于30度的直角三角形,根据其三线合一的性质知道,所作的高又是中线。所以那个有一个锐角等于30度的直角三角形,30度角所对的直角边等于斜边的一半。
在直角三角形中,如果某一直角边等于斜边的一半,那么这一直角边所对的那个角等于30度。
下面是几何证明方法.
连接定点到斜边的中点 得到AD,
AD=CD=BC=1/2BC
因为AC=1/2BC, 三角形ACD是正三角形, 角C=60, 所以角B=30.
3.两腰上的中线相等的三角形是等腰三角形
先画一个三角形ABC,作AC中线BD,AB中线CE
连DE,延长BC至F,使CF=DF,连DF
因为D,E分别为AC,AB中点
所以DE为三角形ABC中位线
所以DE//CF
因为DE=CF
所以DECF为平行四边形
所以CE//DF
CE=DF
因为BD=CE
所以BD=DF
所以∠F=∠DBC
因为CE//DF
所以∠F=∠ECB
所以∠ECB=∠DBC
因为CE=BD
∠ECB=∠DBC
BC=CB
所以三角形DBC与三角形ECB全等
所以BE=DC
因为BD,CF为中线
所以AB=2BE
AC=2DC
所以AB=AC
所以三角形ABC为等腰三角形
命题得证