我们知道,在三角形中,从三角形的三个顶点分别向其对边所作的三条垂线的交点称为垂心,即为三角形三条高的交点,通常标识为H(图1)。
如果将垂心与三角形的三个顶点相连,则连线形成三个夹角,即∠BHC、∠BHA和∠AHC。有人将这三个夹角称为“垂心角”,尽管没有得到大家认可(网络检索),笔者认为有总比没好,毕竟这个名词指向明确,简单明了,本文暂且称为垂心角,便于记忆和叙述。
现进入今日的主题,锐角三角形的垂心与两个顶点连线的夹角和三个内角之间的关系是:垂心与两个顶点连线的夹角的度数与第三个顶角的度数之和为180°,或垂心角与第三个顶角互补或垂心角等于对应的两个顶角之和。详情结合图形说明如下。
如图2,△ABC的垂心为H,则
BHC=∠ABC ∠ACB=180°- ∠A;
∠HBC ∠HCB=∠A。
证明:根据三角形垂心性质及三角形外角性质,将有关相等的角度标于图3。
在四边形AFHE中,
∠BAC ∠FHE=360°- 2x90°=180°,
则∠BHC=FHE=180°- ∠BAC
=180°- (180°- ∠ABC - ∠ACB)
=∠ABC ∠ACB。
故∠BHC=180°- ∠BAC
=180°-(∠HBC ∠HCB),
则∠BAC=∠HBC ∠HCB;
∠BHC=180°- ∠BAC,即∠BHC与∠BAC互补;
∠BHC=∠ABC ∠ACB。
认识到了三角形垂心角这个性质,可给我们提供一些解题思路,举例如下。
题目1:如图1,在圆内接三角形ABC中,H为垂心,连接HC,过点B作弦BD,使BD=HC,连接AD。证明AD为圆的直径。