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113學年鷺江國中第3次段考數學 第14題 詳解

三角形內心到頂點距離大小排列 · 填充 · 題目出處:113 學年度第 2 學期第 3 次定期評量 數學科(新北市立鷺江國民中學)

答案BI>AI>CI\overline{BI}>\overline{AI}>\overline{CI}看逐步解析 ↓

題目
如下圖,ABC\triangle ABC 中,已知 AB>BC>AC\overline{AB}>\overline{BC}>\overline{AC},三內角平分線分別為 BD\overline{BD}CE\overline{CE}AF\overline{AF},其中三內角平分線交於一點 II,則 AI\overline{AI}BI\overline{BI}CI\overline{CI} 的關係由大到小排列為?
三角形 $ABC$,$A$ 在上方,$B$、$C$ 在底邊;$D$ 在 $\overline{AC}$ 上、$E$ 在 $\overline{AB}$ 上、$F$ 在 $\overline{BC}$ 上;$\overline{BD}$、$\overline{CE}$、$\overline{AF}$ 三條線段交於內部一點 $I$。

逐步解析

  1. 1

    先把角排出來

    用「大邊對大角」:AB\overline{AB} 的對角是 C\angle CBC\overline{BC} 的對角是 A\angle AAC\overline{AC} 的對角是 B\angle B。由 AB>BC>AC\overline{AB}>\overline{BC}>\overline{AC}C>A>B\angle C>\angle A>\angle B
  2. 2

    角被平分後

    AF\overline{AF}BD\overline{BD}CE\overline{CE} 分別平分 A\angle AB\angle BC\angle C,所以 IAB=IAC=A2\angle IAB=\angle IAC=\dfrac{\angle A}{2}IBA=B2\angle IBA=\dfrac{\angle B}{2}ICA=C2\angle ICA=\dfrac{\angle C}{2},大小順序仍是 C2>A2>B2\dfrac{\angle C}{2}>\dfrac{\angle A}{2}>\dfrac{\angle B}{2}
  3. 3

    在三角形ABI比

    ABI\triangle ABI 中,IAB\angle IAB 的對邊是 BI\overline{BI}IBA\angle IBA 的對邊是 AI\overline{AI}。因為 A2>B2\dfrac{\angle A}{2}>\dfrac{\angle B}{2},由大角對大邊得 BI>AI\overline{BI}>\overline{AI}
  4. 4

    在三角形ACI比

    ACI\triangle ACI 中,ICA\angle ICA 的對邊是 AI\overline{AI}IAC\angle IAC 的對邊是 CI\overline{CI}。因為 C2>A2\dfrac{\angle C}{2}>\dfrac{\angle A}{2},由大角對大邊得 AI>CI\overline{AI}>\overline{CI}
  5. 5

    合併結論

    BI>AI\overline{BI}>\overline{AI}AI>CI\overline{AI}>\overline{CI} 串起來,得 BI>AI>CI\overline{BI}>\overline{AI}>\overline{CI}
答案
BI>AI>CI\overline{BI}>\overline{AI}>\overline{CI}

關鍵觀念:#角平分線 #三角形內心

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常見卡點
最常見的錯是算出 C>A>B\angle C>\angle A>\angle B 之後,直覺認為「角大的頂點離 II 比較遠」,寫成 CI>AI>BI\overline{CI}>\overline{AI}>\overline{BI}。其實剛好相反:在小三角形裡比的是半角的「對邊」,角大的那個頂點對面的線段才長,所以 B\angle B 最小反而 BI\overline{BI} 最長。要一組一組放進 ABI\triangle ABIACI\triangle ACI 裡兩兩比較,不能把三邊的順序直接搬過來用。

還是卡住嗎?

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