唐山一中-广西二本大学

近年来，对于三角形的“四心”问题的考察时有发生，尤其是和平面向量相结合来考
察很 普遍，难度上偏向中等，只要对于这方面的知识准备充分，就能应付自如.下面就平面
向量和三角形的“ 四心”问题的类型题做一阐述：
一、 重心问题
三角形“重心”是三角形三条中线的交点，所以“重
心”就在中线上.
例1 已知O是平面上一 定点，A，B，C是平面上
不共线的三个点，动点P 满足：
，则P的轨迹一定通过△ABC
的 （
）
Ａ 外心 Ｂ 内心 C 重心 D 垂心
解析：如图1，以AB，AC为邻边构造平行四边形ABCD，E为对角线的交点，根据向量
平 行四边形法则 ，因为，
所以，上式可化为，E在直线AP上，因为AE为的中线，所以选 C. < br>点评：本题在解题的过程中将平面向量的有关运算与平行四边形的对角线互相平分及
三角形重心性 质等相关知识巧妙结合.
二、 垂心问题
三角形“垂心”是三角形三条高的交点，所以“垂心”就在高线上.
例2 P是△ABC所在平面上一点，若
的（ ）.
，则P是△ABC

A．外心 B．内心 C．重
心 D．垂心
解析:由.
即.
则，
所以P为的垂心. 故选D. < br>点评：本题考查平面向量有关运算，及“数量积为零，则两向量所在直线垂直”、三
角形垂心定义 等相关知识.将三角形垂心的定义与平面向量有关运算及“数量积为零，则两
向量所在直线垂直” 等相关知识巧妙结合.
三、 内心问题
三角形“内心”是三角形三条内角平分线的交点，所以“内心”就在内角平分线线上.
例3 已知P是△ABC所在平面内的一动点，且点P满足
，则动点P一定过△ABC的〔 〕.
A、重心 B、垂心 C、外
心 D、内心
解析：如图2所示，因为
分别为
知AP平分
， 又
，那 么在
是向量的单位向量设与方向上的单位向量
，由菱形的基本性质，则原式可化为
中， AP平分，则知选B.

点评：这道题给人的印象当然是“新颖、陌生”，首先是什么？ 想想一个非零向
量除以它的模不就是单位向量？ 此题所用的都必须是简单的基本知识，如向量的加减法 、
向量的基本定理、菱形的基本性质、角平分线的性质等，若十分熟悉，又能迅速地将它们迁
移 到一起，这道题就迎刃而解了.
四、 外心问题
三角形“外心”是三角形三条边的垂直平分线的交点，所以“外心”就在垂直平分线
线上.
例4 已知O是△ABC内的一点，若，则O是△ABC的〔 〕.
A．重心 B.垂心 C.外心 D.
内心
解析：
定义知到的三顶点距离相等.故 是 的外心 ，选C.
，由向量模的
点评：本题将平面向量模的定义与三角形外心的定义及性质等相关知识巧妙结合
三角形的“四心”与平面向量

向量本身是一个几何概念，具有代数形式和几 何形式两种表示方法，易于数形结合，而
且向量问题在进行数形结合时具有新形式、新特点，因此可称为 高中数学的一个交汇点。三
角形的“四心”（外心、内心、重心、垂心）是与三角形有关的一些特殊点， 各自有一些特
殊的性质。在高考中，往往将“向量作为载体”对三角形的“四心”进行考查。这就需要我
们在熟悉向量的代数运算的基础上读懂向量的几何意义。
与三角形的“四心”有关的一些常见的重要的向量关系式有：
① 设

< br>
0,

，则向量

(
AB
AB
AB
AB

AC
AC
AC
AC
)
必平分 ∠BAC，该向量必通过△ABC的内心;
② 设



0, 

，则向量

()
必平分∠BAC的邻补角

③ 设



0,

，则向量

(
的垂心
AB
ABcosB

AC
A CcosC
)
必垂直于边BC，该向量必通过△ABC
uuur
④ △ABC中
ABAC
一定过
BC
的中点，通过△ABC的重心
⑤ 点
O
是△ABC的外心
OAOBOC

⑥ 点
O
是△ABC的重心
OAOBOC0

⑦ 点
O
是△ABC的垂心


OAOBOBOCOCOA

⑧
点
O
是△ABC的内心

222
aOAbOBcOC0
(
其中a、b、c为△ABC三边)
⑨ △ABC的外心
O
、重心
G
、垂心
H
共线，即
OG
∥
OH

⑩ 设
O
为△ABC所在平面内任意一点，G为△ABC的重心，，I为△ABC的内心，
则有
OG
aOAbOBcOC
1

(OAOBOC)

OI
abc
3
X
A
+X
B
+X
C
Y
A
+Y
B< br>+Y
C
aX
A
+ bX
B
+ cX
C
ay
A
+ by
B
+ cy
C
并且重心G（ ， ） 内心I（ ， ）
33a+b+ca+b+c


例1：（2003年全国高考题）
O
是平面上一定点，A、B、C是平面上不共线的三点，动
点P满足
OPOA

(
AB
AB

AC
AC



0,

，
)
，则动点P的轨迹一定通过△ABC的（ ）
（A）外心 （B）内心
（C）重心 （D）垂心
事实上如图设
AE
AB
AB
,AF
AC
AC< br>都是单位向量
A F
E C
T

B

易知四边形AETF是菱形 故选答案B

例2：（2005年北京市东城区高三模拟题）
O
为△ABC 所在平面内一点，如果
OAOBOBOCOCOA
，则O必为△ABC的（ ）
（A）外心 （B）内心 （C）重心 （D）垂心
事实上
OAOBOBOC(OAOC)OB0CAOB0
OB⊥CA
故选答案D

例3：已知O为三角形ABC所在平面内一点，且满足
OABCOBCAOCAB
，则点O是三角形ABC的（ ）
（A）外心 （B）内心 （C）重心 （D）垂心
事实上由条件可推出
OAOBOBOCOCOA
故选答案D

例4：设
O
是平面上一定点，A、B、C是平面上不共线的三点，
动点P 满足
OPOA

(
222222
AB
ABcosB
AC
ACcosC
)
，



0, 

，则动点P的轨迹一定通
过△ABC的（ ）
（A）外心 （B）内心 （C）重心 （D）垂心
事实上
(
AB
ABcosB

AC
ACcosC
)•BC< br>
(BCBC)0

故选答案D
例
uuu ruuuruuuruuuruuuruuurr
5、已知向量
OP
1
,OP
2
,OP
3
满足条件
OP
1
OP
2OP
3
0
，
uuuruuuruuur
△PP
|O P
12
P
3
是正三角形．
1
||OP
2
||OP
3
|1
，求证：
uuuruuuruuur
分析 对 于本题中的条件
|OP
容易想到，点
O
是
△PP
12
P
3
的
1
||OP
2
||OP
3
| 1
，
uuuruuuruuurr
△PP
外心，而另一个条件
OP
12
P
3
的重心．
1
OP
2
OP< br>3
0
表明，点
O
是
故本题可描述为，若存在一个点既是三角 形的重心也是外心，则该三角形一
定是正三角形．在1951年高考中有一道考题，原题是：若一三角形 的重心与外
接圆圆心重合，则此三角形为何种三角形？与本题实质是相同的．
uuuruu uruuuruuuruuuruuur
显然，本题中的条件
|OP
1
|| OP
2
||OP
3
|1
可改为
|OP
1
||OP
2
||OP
3
|
．

高考原题

例6、O是平面上一 定点，A、B、C是平面上不共线的三个点，动点P满
足 < br>uuuruuur
uuuruuur
ABAC
r

uuur< br>)

[0,).
则P的轨迹一定通过△ABC的
OPOA

(
uuu
（ ）．
|AB||AC|

B．内心 C．重心 D．垂心
uuuruuu ruuuruuur
uuuruuuruuur
ABACABAC
r

uuur
)
，设
AE
uuur
,AF
uuur
，显然分析 已知等式即
AP

(
uuu
|AB||AC||A B||AC|
A．外心
uuuruuur
AE,AF
都是单位向量，以二者 为邻边构造平行四边形，则结果为菱形，故
AP
为
ABC
的平分线，选B
．
例7、
ABC
的外接圆的圆心为O，两条边上的高的交点为H，
uuuruuuruuuruuur
OHm(OAOBOC)
，则实数m = ．
分析：本题除了利用特殊三角形求解外，纯粹利用向量知识推导则比较复杂，
uuuruu ur
更加重要的一点是缺乏几何直观．解法如下，由已知，有向量等式
AHgBC0
，
uuuruuuruuuruuur
将其中的向量分解，向已知等式形式靠拢，有
( OHOA)g(OCOB)0
，将已知
代入，有
uuuruuuruuuruu uruuuruuur
[m(OAOBOC)OA]g(OCOB)0
，即
uuuruuur
uuur
2
uuur
2
uuuruuur
由
O
是外心，得
(m1)OAgBC0
，由于
ABC
m(OCOB)(m1)OAgBC0
，
uuuruuur
是任意三角形，则
OAgBC
不恒为０，故只有
m1
恒成立．
uuuur
1
uuuruuur
或者，过点
O
作
OMBC
与
M
，则
M
是
BC
的中点，有
OM(OBOC)
；
2
uuuuruuuruuuur
uuur
H
是垂心，则
AHBC
，故
AH
与
OM
共线，设
AHkOM
，则
uuuruuuruuuruuur
uuuruuuruuuruuur
k
uuuruuur
OHOAAHOA(OBOC)
，又
OHm(OA OBOC)
，故可得
2
uuurrr
k
uuu
k
uuu
k
(m1)OA(m)OB(m)OC0
，有
m1m 0
，得
m1
．
222
uuuruuuruuuruuur< br>uuuruuuruuur
根据已知式子
OHm(OAOBOC)
中的< br>OAOBOC
部分，很容易想到三
角形的重心坐标公式，设三角形的重心为
G
，
O
是平面内
uuuruuuruuur
uuur
OA OBOC
任一点，均有
OG
，由题意，题目显然叙
3
述的是一个 一般的结论，先作图使问题直观化，如图１，
由图上观察，很容易猜想到
HG2GO
，至少有两个产生
猜想的诱因，其一是，
BF,OT
均与三角形的边
AC垂直，
则
BFOT
；其二，点
G
是三角形的中线
BT< br>的三等分
A
T
O
F
G
H
B
D
C
E

图１

点．此时，会先猜想
△BHG∽△T OG
，但现在缺少一个关键的条件，即
BH2OT
，这样由两个三角形的两边长对应 成比例，同时，夹角对应相等可得
相似．当然，在考试时，只需大胆使用，也可利用平面几何知识进行证 明．
本题结论是关于三角形的欧拉定理，即设O、G、H分别是△ABC的外心、重
uuur uuur
心和垂心，则O、G、H三点共线，且OG∶GH＝1∶2，利用向量表示就是
OH 3OG
．
uuuruuuruuuruuuruuuruuur
OBOBgOC OCgOA
，例8、点O是三角形ABC所在平面内的一点，满足
OAg
则点O是ABC
的（ ）．
A．三个内角的角平分线的交点
交点
C．三条中线的交点 D．三条高的交点

A

B．三条边的垂直平分线的
分析 移项后不难得出，
uuuruuuruuuruuuruuu ruuurr
OBgCAOCgABOAgCB0
，点O是
ABC
的 垂心，
选
D
．


P


B

222
3 推广应用题
例9 在
△ABC
内求一点
P
，使
APBPCP
最
小．
图２

C


uuurr
uuurruuurr
分析 如图２，构造向量解决．取
CAa,CBb
为基向量，设
CPx
，有< br>uuurrruuurrr
APxa,BPxb
．
是，
rr
2
rr
2
rr
1
rr
2
r
2r
2
1
rr
2222
APBPCP(xa)(xb )x3[x(ab)]ab(ab)
．
33
r
1
rruuur
1
uuuruuuruuur
222
当
x(ab)
时，
APBPCP
最小，此时，即
OP(OAOBOC)
，
33
则点
P
为
△ABC
的重心．
10 已知< br>O
为
△ABC
所在平面内一点，满足
uuur
2
uu ur
2
uuur
2
uuur
2
uuur
2
uuur
2
|OA||BC||OB||CA||OC||AB|
，则O
为
△ABC
的 心．
uuur
2
uuur2
uuur
2
uuuruuur
2
uuur
2
uuur
2
uuuruuur
分析 将
|BC|(OCOB)OCO B2OCgOB
，
|CA|,|AB|
也类似展
于
例

开代入，已知等式与例４的条件一样．也可移项后，分解因式合并化简，
O
为垂心．
已知
O
为
△ABC
uuuruuuruuurr
OAsinBOCOBsinAOCOCsinAOB0
．
例11的外心，求证：
分析 构造坐标系证明．如图３，以
A
为坐标
原点，
B
在
x
轴的正半轴，
C
在
x
轴的上
方．
S
△AOB


y


C(x
3
,y
3
)

1
x
2y
0
，直线
BC
的方程是
2
O(x
0
,y
0
)


y
3
x(x
2
 x
3
)yx
2
y
3
0
，由于点
A与点
O
必在直
线
BC
的同侧，且
x
2
y
3
0
，因此有
x
0
y
3
x
3
y
0
x
2
y
0
x
2
y< br>3
0
，得
A

图３

B(x
2
,y
2
)


x


1
S
△BOC
(x
3
y
0
 x
2
y
3
x
0
y
3
x
2y
0
)
．
2
直线
AC
的方程是
y< br>3
xx
3
y0
，由于点
(1,0)
与点
O
必在直线
AC
的同侧，且
y
3
1x
3
00
，因此有
x
0
y
3
x
3
y< br>0
0
，得
S
△AOC

1
(x
0
y
3
x
3
y
0
)
．
2
uuuruuuruuurr
于是，容易验证，
OAS
△BOC
OB S
△AOC
OCS
△AOB
0
，又
ruuur
1
uuu
S
△BOC
|OB||OC|sinBOC
，
2
uuuruuuruuur
ruuurruuur
1
uuu
1< br>uuu
|OA||OB||OC|
，又
S
△BOA
|O B||OA|sinAOB
，
S
△AOC
|OA||OC|sinAOC< br>，
22
则所证成立．
总结：知识综述
（一）三角形各心的概念介绍
1、重心——三角形的三条中线的交点；
2、垂心——三角形的三条垂线的交点；
3、内心——三角形的三个内角角平分线的交点（三角形内切圆的圆心）；
4、外心——三角形的三条垂直平分线的交点（三角形外接圆的圆心）
根据概念，可知各心的 特征条件．比如：重心将中线长度分成2：1；垂线与对应边的向量
积为0；角平分线上的任意点到角两 边的距离相等；外心到三角形各顶点的距离相等．
（二）三角形各心的向量表示
1、 O是
ABC
的重心
OAOBOC0
；
2、 O是
ABC
的垂心
OAOBOBOCOCOA
；

3、 O是
ABC
的外心
|OA||OB||OC|
(或
OAOBOC
)；
4、 O是
222
ABC< br>)OB(
BA
|BA|

BC
|BC|
)OC (
的内心
OA(
AB
|AB|

AC
|AC |
CA
|CA|

CB
|CB|
)
0
；
注意：向量

(
线)

AB
AB
AC
AC
所在直线过
ABC
的内心(是
BAC
的角 平分线所在直
（)

0）

近年来，对于三角形的“四心”问 题的考察时有发生，尤其是和平面向量相结合来考
察很普遍，难度上偏向中等，只要对于这方面的知识准 备充分，就能应付自如.下面就平面
向量和三角形的“四心”问题的类型题做一阐述：
一、 重心问题
三角形“重心”是三角形三条中线的交点，所以“重
心”就在中线上.
例1 已知O是平面上一 定点，A，B，C是平面上
不共线的三个点，动点P 满足：
，则P的轨迹一定通过△ABC
的 （
）
Ａ 外心 Ｂ 内心 C 重心 D 垂心
解析：如图1，以AB，AC为邻边构造平行四边形ABCD，E为对角线的交点，根据向量
平 行四边形法则 ，因为，
所以，上式可化为，E在直线AP上，因为AE为的中线，所以选 C. < br>点评：本题在解题的过程中将平面向量的有关运算与平行四边形的对角线互相平分及
三角形重心性 质等相关知识巧妙结合.
二、 垂心问题
三角形“垂心”是三角形三条高的交点，所以“垂心”就在高线上.
例2 P是△ABC所在平面上一点，若
的（ ）.
，则P是△ABC

A．外心 B．内心 C．重
心 D．垂心
解析:由.
即.
则，
所以P为的垂心. 故选D. < br>点评：本题考查平面向量有关运算，及“数量积为零，则两向量所在直线垂直”、三
角形垂心定义 等相关知识.将三角形垂心的定义与平面向量有关运算及“数量积为零，则两
向量所在直线垂直” 等相关知识巧妙结合.
三、 内心问题
三角形“内心”是三角形三条内角平分线的交点，所以“内心”就在内角平分线线上.
例3 已知P是△ABC所在平面内的一动点，且点P满足
，则动点P一定过△ABC的〔 〕.
A、重心 B、垂心 C、外
心 D、内心
解析：如图2所示，因为
分别为
知AP平分
， 又
，那 么在
是向量的单位向量设与方向上的单位向量
，由菱形的基本性质，则原式可化为
中， AP平分，则知选B.

点评：这道题给人的印象当然是“新颖、陌生”，首先是什么？ 想想一个非零向
量除以它的模不就是单位向量？ 此题所用的都必须是简单的基本知识，如向量的加减法 、
向量的基本定理、菱形的基本性质、角平分线的性质等，若十分熟悉，又能迅速地将它们迁
移 到一起，这道题就迎刃而解了.
四、 外心问题
三角形“外心”是三角形三条边的垂直平分线的交点，所以“外心”就在垂直平分线
线上.
例4 已知O是△ABC内的一点，若，则O是△ABC的〔 〕.
A．重心 B.垂心 C.外心 D.
内心
解析：
定义知到的三顶点距离相等.故 是 的外心 ，选C.
，由向量模的
点评：本题将平面向量模的定义与三角形外心的定义及性质等相关知识巧妙结合
三角形的“四心”与平面向量

向量本身是一个几何概念，具有代数形式和几 何形式两种表示方法，易于数形结合，而
且向量问题在进行数形结合时具有新形式、新特点，因此可称为 高中数学的一个交汇点。三
角形的“四心”（外心、内心、重心、垂心）是与三角形有关的一些特殊点， 各自有一些特
殊的性质。在高考中，往往将“向量作为载体”对三角形的“四心”进行考查。这就需要我
们在熟悉向量的代数运算的基础上读懂向量的几何意义。
与三角形的“四心”有关的一些常见的重要的向量关系式有：
① 设

< br>
0,

，则向量

(
AB
AB
AB
AB

AC
AC
AC
AC
)
必平分 ∠BAC，该向量必通过△ABC的内心;
② 设



0, 

，则向量

()
必平分∠BAC的邻补角

③ 设



0,

，则向量

(
的垂心
AB
ABcosB

AC
A CcosC
)
必垂直于边BC，该向量必通过△ABC
uuur
④ △ABC中
ABAC
一定过
BC
的中点，通过△ABC的重心
⑤ 点
O
是△ABC的外心
OAOBOC

⑥ 点
O
是△ABC的重心
OAOBOC0

⑦ 点
O
是△ABC的垂心


OAOBOBOCOCOA

⑧
点
O
是△ABC的内心

222
aOAbOBcOC0
(
其中a、b、c为△ABC三边)
⑨ △ABC的外心
O
、重心
G
、垂心
H
共线，即
OG
∥
OH

⑩ 设
O
为△ABC所在平面内任意一点，G为△ABC的重心，，I为△ABC的内心，
则有
OG
aOAbOBcOC
1

(OAOBOC)

OI
abc
3
X
A
+X
B
+X
C
Y
A
+Y
B< br>+Y
C
aX
A
+ bX
B
+ cX
C
ay
A
+ by
B
+ cy
C
并且重心G（ ， ） 内心I（ ， ）
33a+b+ca+b+c


例1：（2003年全国高考题）
O
是平面上一定点，A、B、C是平面上不共线的三点，动
点P满足
OPOA

(
AB
AB

AC
AC



0,

，
)
，则动点P的轨迹一定通过△ABC的（ ）
（A）外心 （B）内心
（C）重心 （D）垂心
事实上如图设
AE
AB
AB
,AF
AC
AC< br>都是单位向量
A F
E C
T

B

易知四边形AETF是菱形 故选答案B

例2：（2005年北京市东城区高三模拟题）
O
为△ABC 所在平面内一点，如果
OAOBOBOCOCOA
，则O必为△ABC的（ ）
（A）外心 （B）内心 （C）重心 （D）垂心
事实上
OAOBOBOC(OAOC)OB0CAOB0
OB⊥CA
故选答案D

例3：已知O为三角形ABC所在平面内一点，且满足
OABCOBCAOCAB
，则点O是三角形ABC的（ ）
（A）外心 （B）内心 （C）重心 （D）垂心
事实上由条件可推出
OAOBOBOCOCOA
故选答案D

例4：设
O
是平面上一定点，A、B、C是平面上不共线的三点，
动点P 满足
OPOA

(
222222
AB
ABcosB
AC
ACcosC
)
，



0, 

，则动点P的轨迹一定通
过△ABC的（ ）
（A）外心 （B）内心 （C）重心 （D）垂心
事实上
(
AB
ABcosB

AC
ACcosC
)•BC< br>
(BCBC)0

故选答案D
例
uuu ruuuruuuruuuruuuruuurr
5、已知向量
OP
1
,OP
2
,OP
3
满足条件
OP
1
OP
2OP
3
0
，
uuuruuuruuur
△PP
|O P
12
P
3
是正三角形．
1
||OP
2
||OP
3
|1
，求证：
uuuruuuruuur
分析 对 于本题中的条件
|OP
容易想到，点
O
是
△PP
12
P
3
的
1
||OP
2
||OP
3
| 1
，
uuuruuuruuurr
△PP
外心，而另一个条件
OP
12
P
3
的重心．
1
OP
2
OP< br>3
0
表明，点
O
是
故本题可描述为，若存在一个点既是三角 形的重心也是外心，则该三角形一
定是正三角形．在1951年高考中有一道考题，原题是：若一三角形 的重心与外
接圆圆心重合，则此三角形为何种三角形？与本题实质是相同的．
uuuruu uruuuruuuruuuruuur
显然，本题中的条件
|OP
1
|| OP
2
||OP
3
|1
可改为
|OP
1
||OP
2
||OP
3
|
．

高考原题

例6、O是平面上一 定点，A、B、C是平面上不共线的三个点，动点P满
足 < br>uuuruuur
uuuruuur
ABAC
r

uuur< br>)

[0,).
则P的轨迹一定通过△ABC的
OPOA

(
uuu
（ ）．
|AB||AC|

B．内心 C．重心 D．垂心
uuuruuu ruuuruuur
uuuruuuruuur
ABACABAC
r

uuur
)
，设
AE
uuur
,AF
uuur
，显然分析 已知等式即
AP

(
uuu
|AB||AC||A B||AC|
A．外心
uuuruuur
AE,AF
都是单位向量，以二者 为邻边构造平行四边形，则结果为菱形，故
AP
为
ABC
的平分线，选B
．
例7、
ABC
的外接圆的圆心为O，两条边上的高的交点为H，
uuuruuuruuuruuur
OHm(OAOBOC)
，则实数m = ．
分析：本题除了利用特殊三角形求解外，纯粹利用向量知识推导则比较复杂，
uuuruu ur
更加重要的一点是缺乏几何直观．解法如下，由已知，有向量等式
AHgBC0
，
uuuruuuruuuruuur
将其中的向量分解，向已知等式形式靠拢，有
( OHOA)g(OCOB)0
，将已知
代入，有
uuuruuuruuuruu uruuuruuur
[m(OAOBOC)OA]g(OCOB)0
，即
uuuruuur
uuur
2
uuur
2
uuuruuur
由
O
是外心，得
(m1)OAgBC0
，由于
ABC
m(OCOB)(m1)OAgBC0
，
uuuruuur
是任意三角形，则
OAgBC
不恒为０，故只有
m1
恒成立．
uuuur
1
uuuruuur
或者，过点
O
作
OMBC
与
M
，则
M
是
BC
的中点，有
OM(OBOC)
；
2
uuuuruuuruuuur
uuur
H
是垂心，则
AHBC
，故
AH
与
OM
共线，设
AHkOM
，则
uuuruuuruuuruuur
uuuruuuruuuruuur
k
uuuruuur
OHOAAHOA(OBOC)
，又
OHm(OA OBOC)
，故可得
2
uuurrr
k
uuu
k
uuu
k
(m1)OA(m)OB(m)OC0
，有
m1m 0
，得
m1
．
222
uuuruuuruuuruuur< br>uuuruuuruuur
根据已知式子
OHm(OAOBOC)
中的< br>OAOBOC
部分，很容易想到三
角形的重心坐标公式，设三角形的重心为
G
，
O
是平面内
uuuruuuruuur
uuur
OA OBOC
任一点，均有
OG
，由题意，题目显然叙
3
述的是一个 一般的结论，先作图使问题直观化，如图１，
由图上观察，很容易猜想到
HG2GO
，至少有两个产生
猜想的诱因，其一是，
BF,OT
均与三角形的边
AC垂直，
则
BFOT
；其二，点
G
是三角形的中线
BT< br>的三等分
A
T
O
F
G
H
B
D
C
E

图１

点．此时，会先猜想
△BHG∽△T OG
，但现在缺少一个关键的条件，即
BH2OT
，这样由两个三角形的两边长对应 成比例，同时，夹角对应相等可得
相似．当然，在考试时，只需大胆使用，也可利用平面几何知识进行证 明．
本题结论是关于三角形的欧拉定理，即设O、G、H分别是△ABC的外心、重
uuur uuur
心和垂心，则O、G、H三点共线，且OG∶GH＝1∶2，利用向量表示就是
OH 3OG
．
uuuruuuruuuruuuruuuruuur
OBOBgOC OCgOA
，例8、点O是三角形ABC所在平面内的一点，满足
OAg
则点O是ABC
的（ ）．
A．三个内角的角平分线的交点
交点
C．三条中线的交点 D．三条高的交点

A

B．三条边的垂直平分线的
分析 移项后不难得出，
uuuruuuruuuruuuruuu ruuurr
OBgCAOCgABOAgCB0
，点O是
ABC
的 垂心，
选
D
．


P


B

222
3 推广应用题
例9 在
△ABC
内求一点
P
，使
APBPCP
最
小．
图２

C


uuurr
uuurruuurr
分析 如图２，构造向量解决．取
CAa,CBb
为基向量，设
CPx
，有< br>uuurrruuurrr
APxa,BPxb
．
是，
rr
2
rr
2
rr
1
rr
2
r
2r
2
1
rr
2222
APBPCP(xa)(xb )x3[x(ab)]ab(ab)
．
33
r
1
rruuur
1
uuuruuuruuur
222
当
x(ab)
时，
APBPCP
最小，此时，即
OP(OAOBOC)
，
33
则点
P
为
△ABC
的重心．
10 已知< br>O
为
△ABC
所在平面内一点，满足
uuur
2
uu ur
2
uuur
2
uuur
2
uuur
2
uuur
2
|OA||BC||OB||CA||OC||AB|
，则O
为
△ABC
的 心．
uuur
2
uuur2
uuur
2
uuuruuur
2
uuur
2
uuur
2
uuuruuur
分析 将
|BC|(OCOB)OCO B2OCgOB
，
|CA|,|AB|
也类似展
于
例

开代入，已知等式与例４的条件一样．也可移项后，分解因式合并化简，
O
为垂心．
已知
O
为
△ABC
uuuruuuruuurr
OAsinBOCOBsinAOCOCsinAOB0
．
例11的外心，求证：
分析 构造坐标系证明．如图３，以
A
为坐标
原点，
B
在
x
轴的正半轴，
C
在
x
轴的上
方．
S
△AOB


y


C(x
3
,y
3
)

1
x
2y
0
，直线
BC
的方程是
2
O(x
0
,y
0
)


y
3
x(x
2
 x
3
)yx
2
y
3
0
，由于点
A与点
O
必在直
线
BC
的同侧，且
x
2
y
3
0
，因此有
x
0
y
3
x
3
y
0
x
2
y
0
x
2
y< br>3
0
，得
A

图３

B(x
2
,y
2
)


x


1
S
△BOC
(x
3
y
0
 x
2
y
3
x
0
y
3
x
2y
0
)
．
2
直线
AC
的方程是
y< br>3
xx
3
y0
，由于点
(1,0)
与点
O
必在直线
AC
的同侧，且
y
3
1x
3
00
，因此有
x
0
y
3
x
3
y< br>0
0
，得
S
△AOC

1
(x
0
y
3
x
3
y
0
)
．
2
uuuruuuruuurr
于是，容易验证，
OAS
△BOC
OB S
△AOC
OCS
△AOB
0
，又
ruuur
1
uuu
S
△BOC
|OB||OC|sinBOC
，
2
uuuruuuruuur
ruuurruuur
1
uuu
1< br>uuu
|OA||OB||OC|
，又
S
△BOA
|O B||OA|sinAOB
，
S
△AOC
|OA||OC|sinAOC< br>，
22
则所证成立．
总结：知识综述
（一）三角形各心的概念介绍
1、重心——三角形的三条中线的交点；
2、垂心——三角形的三条垂线的交点；
3、内心——三角形的三个内角角平分线的交点（三角形内切圆的圆心）；
4、外心——三角形的三条垂直平分线的交点（三角形外接圆的圆心）
根据概念，可知各心的 特征条件．比如：重心将中线长度分成2：1；垂线与对应边的向量
积为0；角平分线上的任意点到角两 边的距离相等；外心到三角形各顶点的距离相等．
（二）三角形各心的向量表示
1、 O是
ABC
的重心
OAOBOC0
；
2、 O是
ABC
的垂心
OAOBOBOCOCOA
；

3、 O是
ABC
的外心
|OA||OB||OC|
(或
OAOBOC
)；
4、 O是
222
ABC< br>)OB(
BA
|BA|

BC
|BC|
)OC (
的内心
OA(
AB
|AB|

AC
|AC |
CA
|CA|

CB
|CB|
)
0
；
注意：向量

(
线)

AB
AB
AC
AC
所在直线过
ABC
的内心(是
BAC
的角 平分线所在直
（)

0）