基本数学事实

1 当三角形$\triangle ABC$的$A,B$点确定,$C$与已知边平行线上移动时,面积不变

图1

图1

如图1,$A(0,0),B(5,0)$,点$C$在直线$y=2$上移动,那么$S_{\triangle ABC}$的面积不变.

2 如果三角形$\triangle ABC$的边$AB$和面积$S_{\triangle ABC}$确定,那么符合条件的点$C$的位置有无穷多个,但是一定在某2条与$AB$平行的直线上,且这两条直线到$AB$的距离是确定的

图2

图2

如图2,如果已知$AB=5.S_{\triangle ABC}=10$,那么根据面积公式,点$C$到$AB$的距离必然等于2,因此点$C$在与直线$AB$距离为2的平行线上,显然这样的平行线有2条,且分布在$AB$的两侧,而这2条线上的任意一点,也都可以使得$S_{\triangle ABC}=10$.

例题分析

如图3,已知线段$AB$的两个端点的坐标分别是$A(-4,2),B(-2,3)$,点$C$为$y$轴上一点,$S_{\triangle ABC}=8$,求点$C$的坐标.

图3

图3

其实大脑简单想一下,如果$AB$是三角形的底,那么$AB$的长度是固定的,而面积也是固定的8,那么$C$到$AB$的距离亦为固定的,其应分布在直线$AB$的两侧,延长$AB$交$y$轴于点$D$,可以简单的表示出$S_{\triangle ABC}$的面积,值得一提的是,需要先确定$AB$的解析式,为$y=\dfrac{1}{2}x+4$

并求出其与$y$轴的交点$D$,显然$D(0,4)$,这里可以妙用绝对值技巧,就是用绝对值表示$CD$的距离,当点$C$的坐标记作$(0,c)$,有$CD=|c-4|$.

图4

图4

$S_{\triangle ABC}=S_{\triangle ACD}-S_{\triangle BCD}=\dfrac{1}{2}\cdot|c-4|\cdot(4-2)=8$

解得$c=12$或$c=-4$.

更进一步,$l_1$与$l_2$均与直线$AB$平行,那么$l_1,l_2$上的所有点,都可以使得三角形的面积为8.

Untitled

假设点$C$的坐标为$(m,-m)$

点$C$的坐标为$(m,-m)$,即点$C$在直线$y=-x$上,由刚刚的推断得到,当点C在直线$l_1,l_2$上时,均可以使得$\triangle ABC$的面积为8,因此只需要求解$y=-x$与$l_1,l_2$的交点即可,容易得到

$$ l_1:y=\dfrac{1}{2}x+12\\ l_2:y=\dfrac{1}{2}x-4

$$