上一篇咱们把奔驰定理的来龙去脉捋了一遍,知道了它是啥、为啥成立、怎么用。但光知道公式不够,考场上能不能一眼认出来、能不能不踩坑,还得靠真题来练。
这一篇,咱们拿四道真题,从易到难,一层一层往上加码:
第一题,标准形式,直接套; 第二题,起点不统一,得先换起点; 第三题,综合判断,四个选项挨个验; 第四题,参数组合,看似求两个未知数,其实只求一个式子。
文章有点长,但四道题的难度是递进的,每一道都在上一道的基础上加了一点新东西。建议先收藏,做完题再回来对一遍,效果最好。闲话少说,分享即刻开始!
第一题(求参数)
先看题目:
已知 为 内一点,且满足
若 的面积与 的面积比值为 ,则 的值为( )
A. B. C. D.
如果你头铁,硬算会怎样?
先把等式变形:
然后取 中点 ,利用 ,推导出 在线段 上( 是 中点)。接着算线段比例,再转面积比,最后解出 。
这一套组合拳打下来,中位线定理、线段比例、面积转换轮番上阵,步骤多、辅助线密。稍不留神全盘皆输。
但你认出了“奔驰”,这就是一道口算题
题目给的等式已经是标准形式:
三个向量全以 为起点,系数整整齐齐,这就是给奔驰定理量身定制的。
奔驰定理的口诀是:对面面积,就是我的系数。
的系数是 ,它对面是 点对面的 ,所以 份。 的系数是 ,它对面是 点对面的 ,所以 份。 的系数是 ,它对面是 点对面的 ,所以 份。
于是:
题目给的条件是 ,直接代入:
解这个方程,口算级别:
选 B,收工。全程没有辅助线,没有线段比例,没有面积转换。咱们能省下画辅助线的时间,留给后面的大题,这买卖划算。
有两个注意点提醒一下
对应关系别搞反。 的系数对应的是 点对面的 ,不是 。一搞反,方程全错。 看一眼系数符号。 题目说了 在三角形内部,所有系数必须同号。算出来 ,,两个系数都是正数,符合条件,没问题。
第二题(求面积比)
题目是这样的:
已知点 在 的内部,且满足
则 的面积与 的面积之比是( )
A. B. C. D.
这道题上来就要给你一个下马威
奔驰定理的标准形式是:
三个向量,必须全部以 为起点。
但题目给的是 。左边是 ,右边是 和 ,起点全是 。起点不统一,你直接套奔驰定理,就像把螺丝刀当锤子用,看着像那么回事,一敲就出问题。
那怎么办?换起点。
把 A 起点换成 O 起点
换起点的公式,就是向量减法最基础的那个:
为什么?从 走到 ,等价于先从 走到 ,再从 走到 。写出来就是 ,而 ,所以 。
把这两个式子代入原题:
注意左边 ,代入:
把含有 的项全部移到左边:
合并同类项,左边是:
所以:
两边同时乘以 :
把所有向量移到一边:
整理后全部系数为正数,满足点 在三角形内部的奔驰定理使用条件。
套用奔驰定理
现在形式完美了,系数分别是 。
根据“系数之比就是对面面积之比”:
的系数 ,对应 点对面的 份 的系数 ,对应 点对面的 份 的系数 ,对应 点对面的 份
所以:
求大三角形面积比
的面积等于三个小三角形面积之和:
的面积是 份。
所以:
答案选 C。
这道题最危险的地方是符号
换起点的时候, 变成 , 拆成 ,每一步都有负号。你合并同类项的时候稍微走神, 算成 ,后面就全错了。
换完起点之后,自己检查一遍:三个向量是不是都以 为起点了?系数符号对不对?
这道题和上一道的本质区别是:上一道题已经把标准形式喂到你嘴边了,直接套就行;这道题需要你自己动手换起点。换起点的工具,就是向量减法最基础的公式,没有任何新东西。
第三题(多选)
来看题:
已知 ,若点 满足
则下列说法正确的是( )
A. 点 一定在 内部
B.
C.
D.
咱们一个一个来。
先看长相
题目给的是 。三个向量全部以 为起点,这就是奔驰定理需要的共起点形式。直接套。
系数分别是 。根据“系数之比就是对面面积之比”:
的系数 ,对应 点对面的 ,所以 份。 的系数 ,对应 ,所以 份。 的系数 ,对应 ,所以 份。
三个小三角形的面积比是:
选项 A:点 一定在 内部
奔驰定理的逆定理告诉我们:如果三个系数全为正数,那么点 一定在三角形内部。这里的系数是 ,全是正数,所以 一定在内部。
A 正确。
选项 B:
由 ,得:
向量关系:。代入 的表达式:
正好和选项 B 的左边相等。
B 正确。
选项 C:
咱们刚才已经算出来了三个小三角形的面积比:
所以大三角形 的面积是三个小三角形面积之和:
而 份。所以:
C 正确。
选项 D:
把三个面积代入:
左边 份
右边 份
,所以这个等式不成立。
D 错误。
最终答案
A、B、C。
千万别把系数当份数
这道题把奔驰定理的几个用途全考了一遍:判断位置、向量等式变形、面积比。最关键的一步是:先提取系数对应的面积比。只要这一步对了,后面三个选项都是顺水推舟。
容易错的是 D 选项。一看是面积等式,就直接把面积比 代进去,但左边的系数和右边的面积不是一回事。左边是 倍的 ,不是 份面积,而是“面积乘以 2”这个数。千万别把系数和份数混为一谈。
第四题(求值)
题目不长:
已知 是 内部的一点,且
和 的面积分别是 。若 ,则 。
这道题有两个“别扭”的地方
第一个:题目给的是 ,右边有两个向量,左边一个向量,看起来像是把一个向量拆成了两个,不太像奔驰定理的标准形式。
第二个:问的是 ,而不是单独求 或 。这个方程只有一个等式约束,有无穷多组 ,但是代数式 的值固定。不需要分别求出 和 ,只需要找到它们之间的一个关系就够了。
先把形式整成奔驰定理的样子
奔驰定理的标准形式是三个向量相加等于零:
题目给的是:
把右边的项全部移到左边:
写成系数形式:
系数分别是 。
提取面积比
根据奔驰定理,系数之比就是对面面积之比:
的系数是 ,对应 点对面的 ,所以 份。 的系数是 ,对应 点对面的 ,所以 份。 的系数是 ,对应 点对面的 ,所以 份。
题目说 在三角形内部,所以三个小三角形的面积都是正数。因此这三个系数 都必须大于零,也就是说 且 。
用面积条件列方程
题目给了两个面积:
,就是三个小三角形面积之和:
,就是 :
题目条件 ,代入:
展开右边:
把含 的项移到左边,常数和含 的项移到右边:
合并:
移项:
答案
三个易错点,每一个都容易算错
第一,移项时的符号。 移项变成 ,两个负号都不能丢。如果你写成 和 ,后面面积比的方向就全反了。
第二, 是谁的面积。 题目说 是 的面积,这是三个小三角形的和,不是某一个。如果你误以为 就是 ,那就全错了。
第三, 对应的是哪个系数。 是 的面积,这个三角形是 点对面的那个小三角形,对应的系数是 ,不是 ,也不是 。搞反一个,方程就列错了。
小结
这道题看起来是求两个参数 和 ,实际上只需要求 这一个组合。奔驰定理的美妙之处就在这里:它把面积比和系数比死死绑定,你不需要分别求出 和 ,只要把面积条件翻译成系数方程,答案就出来了。
完整复盘
把“奔驰定理”这东西彻底焊死。
一、什么时候用?
奔驰定理的触发条件非常明确,三个要素凑齐,直接上:
第一,三角形内部有一个点 。
题目会明确告诉你“ 为 内一点”,或者用“ 在 的内部”来表达。
补充说明:奔驰定理对三角形外部点同样成立,只是系数会异号,面积取绝对值之比。
第二,给出一个带系数的向量等式,且三个向量共起点。
标准形式是:
起点全部是 ,系数是 (可以是具体数字,也可以是参数)。
第三,求面积比、面积最值、参数、或者判断点与三角形的位置关系。
只要看到“求 ”、“求参数的值”、“求面积的最大值/最小值”、“判断点 是否在三角形内部”,立刻想奔驰定理。
这三条凑齐,不用怀疑,不用犹豫,直接请出奔驰定理。
二、怎么用?
三步走,一步都不能省。
第一步:标准化。
把向量等式整理成标准形式:
如果题目给的是 ,先移项变成 。
如果题目给的是 ,先用换起点公式 、 代入,再把所有向量统一到 起点。
这一步是整个流程里最容易出错的地方,符号多,负号多,合并同类项多。做完之后一定检查一遍:三个向量是不是都以 为起点了?系数符号对不对?
第二步:对应系数与面积比。
标准化之后,系数分别是 。对应关系是:
的系数 对应 点对面的 的系数 对应 点对面的 的系数 对应 点对面的
所以:
第三步:用面积条件列方程。
如果题目给了面积比或面积关系,直接把上面的比例代入,列出关于参数的方程,解出来就完事了。
如果题目问的是大三角形面积和小三角形面积的比,记住大三角形等于三个小三角形面积之和。
三、怎么不出错?
所有的易错点集中在四个地方。
第一,对应关系搞反。
的系数对应的是 点对面的 ,不是 。这是最高频的错误,一旦搞反,后面的方程全错。
记口诀:对面面积,就是我的系数。
第二,换起点时符号算错。
第二道题就是典型。 变成 , 拆成 ,每一步都有负号,合并同类项的时候稍微走神就错了。
换完起点后,自己检查一遍:把等式展开,看看 的系数分别是多少,符号对不对,能不能代回原式验证。
第三,系数符号漏看。
如果题目说 在三角形内部,所有系数必须同号(同正或同负)。如果算出来一正两负,说明要么算错了,要么 不在内部。
第四题系数是 ,因为 在内部,所以必须满足 、、,也就是 。这个条件能帮你在解方程时判断结果是否合理。
第四,系数和份数混为一谈。
第三题的 D 选项就是典型陷阱。 里的“2”是系数,不是份数。份数是面积比里的数值 ,两码事。做判断的时候,千万别把系数当成面积比的一部分。
四、四道题的共性规律
第一题:标准形式 → 直接套 → 考对应关系 第二题:以 为起点 → 换起点再套 → 考符号处理 第三题:标准形式 → 综合判断 → 考多角度应用 第四题:以 为起点但需要移项 → 标准化再套 → 考参数组合求值
四道题的难度是递进的:从“直接套”到“变个形再套”到“综合判断”再到“参数组合”。但核心始终只有一条:把向量等式标准化,提取系数,对应面积比,列方程。
最后叮嘱几句
奔驰定理本身并不复杂,它就是把向量等式和面积比死死绑定在一起。考试不会只考你这一句话,它会在你套用之前,先设置换起点的障碍、符号的障碍、综合判断的障碍。
所以,真正把奔驰定理用熟,不是背下那个公式,而是练熟“标准化”这个动作。看到题目给的向量等式,条件反射地问自己:起点统一了吗?如果没统一,先换起点。换完了,再套定理。套完了,检查对应关系和符号。
---END---
本篇属于分享专题“平面向量与解三角形”的组成部分,其余陆续抽时间撰写中,欢迎阅读并指正,整个专辑由下面核心文章组成: