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6.3 角平分线证明

圆锥曲线的统一定义、性质与综合应用 · 高二
先确认一下:这一关能不能学
上面这几节是它的地基 —— 没通的话,补完再回来,比硬啃快得多。
讲清楚它是什么

定义 利用角平分线性质定理或坐标法,证明某直线平分两直线夹角或某点位于角平分线上。

从哪来 基于 6.2 切线的性质(理解角与切线的几何关系)和 7.2 定点定值问题(利用距离相等或斜率关系推导几何位置)。

为什么 角平分线的本质是“到角两边距离相等”的点的集合,或者“两边关于该线对称”。在解析几何中,这转化为代数上的等式:点到两直线的距离相等,或两直线斜率满足特定的和差关系(正切公式)。证明的核心是将几何语言(平分)翻译为代数语言(距离公式或斜率公式),通过恒等变形或代入已知条件完成闭环。

代数距离法
直接利用点到直线距离公式。设角两边为 $L_1, L_2$,角平分线上任一点 $P$ 满足 $d(P, L_1) = d(P, L_2)$。
适合:计算能力强,喜欢直接套用公式,对几何直观不敏感的学生。
斜率夹角公式法
利用两直线夹角正切公式 $\tan \theta = |\frac{k_1 - k_2}{1 + k_1 k_2}|$。若 $L_3$ 平分 $L_1, L_2$ 夹角,则 $L_1$ 与 $L_3$ 的夹角等于 $L_2$ 与 $L_3$ 的夹角。
适合:对三角函数和斜率关系理解深刻,擅长逻辑推导的学生。
几何对称法
利用角平分线的对称性。在角的一边上取一点,作关于角平分线的对称点,该点必在另一边上。通过证明三点共线或向量共线来反推角平分线。
适合:几何直觉好,善于利用图形性质简化计算的学生。
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练一道
变式
(正确版)**: 已知直线 $l_1: x - y = 0$ 和 $l_2: x + y = 0$,证明直线 $l_3: x = 0$ 是它们夹角的平分线之一。
试试手自己判
检测题
已知直线 $l_1: 2x + y - 1 = 0$ 和 $l_2: 2x - y + 1 = 0$,判断直线 $l_3: x = 0$ 是否为 $l_1$ 与 $l_2$ 夹角的平分线,并说明理由。
看答案和判分标准
答案:是。
判对标准:
1. 取 $l_3$ 上任意一点 $P(0, y_0)$。
2. 正确计算 $d(P, l_1) = \frac{|y_0 - 1|}{\sqrt{5}}$。
3. 正确计算 $d(P, l_2) = \frac{|-y_0 + 1|}{\sqrt{5}} = \frac{|y_0 - 1|}{\sqrt{5}}$。
4. 得出 $d(P, l_1) = d(P, l_2)$ 的结论。
5. 根据角平分线性质定理判定 $l_3$ 为角平分线。
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