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#10159

中线垂直·阿波罗尼斯定理

题目

如图,在三角形 ABC 中,D 是 BC 的中点,E 是 CA 的中点。

AD 与 BE 相交于点 G(重心)。

已知 AD 垂直于 BE,且满足 AG = 2DG,BG = 2EG。求(BC² + AC²)÷ AB² 的值。

解法

  1. 分析:阿波罗尼斯定理给出中线长度与三边的关系:AB² + AC² = 2(AD² + BD²)。结合 AD ⟂ BE 的条件可推导出比例关系。

  2. 设 AB = c,AC = b,BC = a。由中线公式:AD² = (2b² + 2c² − a²)/4,BE² = (2a² + 2c² − b²)/4。

  3. 由 AD ⟂ BE,向量点积为 0。利用重心坐标比例,可推导出 a² + b² = 5c²,即(BC² + AC²)/AB² = 5。

  4. (BC² + AC²)/AB² = 5。

    中线公式 AD²
    =(2b² + 2c² − a²)/4
    中线公式 BE²
    =(2a² + 2c² − b²)/4
    AD ⟂ BE 推导
    =a² + b² = 5c²
    (BC² + AC²)/AB²
    =5

方法

练一练

在三角形 ABC 中,D 是 BC 的中点,E 是 CA 的中点。

AD 与 BE 相交于点 G。已知 AD 垂直于 BE,且 AG = 3DG,BG = 3EG。求(BC² + AC²)÷ AB² 的值。

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