角平分线的性质
角平分线上的点到角两边的距离相等;反之到角两边距离相等的点在角平分线上,注意是「距离」不是线段长。
适用前提与边界条件
- 全等三角形判定(AAS、HL)
- 点到直线的距离 = 垂线段长度
定义
这里的「距离」特指垂线段的长度,不是到边上任意一点的连线长度。用性质之前必须先作出垂足,否则条件不成立——这是本页最容易出错的地方:在角的两边上任取两点,连到角平分线上的点,那两条线段一般并不相等。
两条定理互为逆定理,说明角平分线就是「到两边距离相等的所有点」(轨迹视角)。看到「到两边距离相等」就该想到角平分线,反之亦然。
推导
性质: 平分 , 在 上, 于 , 于 ,求证 。
在 与 中:
其中第一个条件来自「平分」,第二个来自「垂直」, 是公共边。故 (AAS),于是 。
判定: 于 , 于 ,且 ,求证 在 的平分线上。
连 。由 HL 判定,Rt Rt(, 公共),故 ,即 平分 。
尺规作角平分线
以 为圆心、任意长为半径画弧,交角的两边于 、;再分别以 、 为圆心,以大于 的同一长度为半径画弧,两弧交于 ;连接 即为角平分线。
依据是 SSS:由 、、 公共,得 ,于是对应角 。
三角形的内心
三角形三条角平分线交于一点,称为内心,它到三条边的距离相等;以它为圆心可作三角形的内切圆,这个相等的距离就是内切圆半径 。内心总在三角形内部(这一点与外心不同)。
由内心还能得到一条实用公式:把三角形按内心分成三个小三角形,它们的高都是 ,底分别是三边,故
其中 、、 为三边长。已知面积与周长求内切圆半径(或反之)时就用它。
典例精析
中, 与 的平分线交于 , 到 的距离为 ,求 到 、 的距离。
连 并作三边的垂线。由性质定理, 到 、、 的距离都相等,故均为 。
这个交点 就是内心,是内切圆圆心,内切圆半径即 。注意「 也在 的平分线上」不是额外条件,而是由「三条角平分线共点」保证的——因此作两条角平分线就足以确定内心。
再练一道实际应用的:要在两条相交公路之间建一座消防站,使它到两条公路的距离相等,站点应选在哪里?
答:在两条公路所成角的角平分线上(两条角平分线各对应一侧,按需要选)。若要到三个地点距离相等,则要用垂直平分线。可见「到线等距」用角平分线,「到点等距」用垂直平分线,二者不能混用。
对比
| 角平分线 | 线段垂直平分线 | |
|---|---|---|
| 性质 | 线上点到两边等距 | 线上点到两端等距 |
| 判定 | 等距点在线上 | 等距点在线上 |
| 全等依据 | AAS / HL | SAS / HL |
| 三线交点 | 内心(内切圆心) | 外心(外接圆心) |
| 交点位置 | 恒在三角形内部 | 随形状可在内、上、外 |
与其他知识的联系
角平分线与线段垂直平分线恰好是一对:一个管「到两边(线)等距」,一个管「到两端(点)等距」,结构完全对称,三线交点分别给出内切圆与外接圆的圆心。
再往后,角平分线在相似三角形里会以「角平分线定理」的形式出现——它把对边分成与两条邻边成比例的两段;在圆这一章,同弧所对的圆周角相等,也是沿着「角相等」这条线往前走。
正例与反例
✅ 正例
- OC 平分 ∠AOB,P 在 OC 上,PM⊥OA 于 M,PN⊥OB 于 N,则 PM=PN
- 点到两边距离都是 3,则该点在角平分线上
❌ 反例
- 以为 P 在角平分线上,它到两边上任意点 M、N 的连线就相等——只有两条垂线段才相等
- PM=PN 但 M、N 不是垂足,不能断定 P 在角平分线上
高频误解与考试易错
- 「到两边的距离」是垂线段长,不是到边上某点的连线长
- 应用性质时忘了在图上标垂足,条件写「PA=PB」却无垂直依据
- 判定与性质方向搞反:性质是「线上→等距」,判定是「等距→线上」
常见问题
角平分线与三角形内心有什么关系?
尺规作角平分线的依据?
角平分线是轴对称图形吗?
依据与出处
- 人教版(2024 审定)八年级上册 第十四章《全等三角形》