一个三角形重心向量性质的空间拓广

利用平面向量的知识,三角形有以下性质: [1] 如图1,已知点G 是∆A B C 的重心,过G 作直

线与AB ,AC 两边分别交于M ,N 两点,且A M =x A B , 11

=3。 A N =y A C ,则+

x y

B

图1

N C

证 点G 是∆A B C 的重心,知G A +G B +G C =O ,

1

得-A G +(A B -A G ) +(A C -A G ) =O ,有A G =(A B +A C ) 。

3

又M ,N ,G 三点共线(A 不在直线MN 上),

于是存在λ, μ,使得A G =λA M +μA N (且λ+μ=1) , 1

有A G =λx A B +μy A C =(A B +A C ) ,

3⎧λ+μ=1

11⎪

=3。 得⎨1,于是得+

x y λx =μy =⎪

3⎩

C 1

B 1G

A 1

图2

经研究,笔者发现三棱锥的重心也有类似性质: [2] 如图2,任一经过三棱锥P -A B C 的重心G

的平面分别与三条侧棱交于A 1, B 1, C 1,且P A 1=

x P A ,P B 1=y P B ,P C 1=z P C ,

1x

1y

1z

则++=4。

证 点G 是三棱锥P -A B C 的重心,知G P +G A +G B +G C =ο,

1

得-P G +(P A -P G ) +(P B -P G ) +(P C -P G ) =ο,即P G =(P A +P B +P C ) 。

4

又G , A 1, B 1, C 1四点共面(P 为平面A 1B 1C 1外一点),

得P G =αP A 1+βP B 1+γP C 1(且α+β+γ=1)

1

于是P G =x αP A +y βP B +z γP C =(P A +P B +P C ) 。

4

9

⎧α+β+γ=1

111⎪

++=4。 得⎨,有1

x y z ⎪x α=y β=z γ=

⎩4

事实上,我们可以将这个性质推广到n 棱锥中去(n ≥3)。

(柯正摘自《数学通讯》2006年1月第1期)

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利用平面向量的知识,三角形有以下性质: [1] 如图1,已知点G 是∆A B C 的重心,过G 作直

线与AB ,AC 两边分别交于M ,N 两点,且A M =x A B , 11

=3。 A N =y A C ,则+

x y

B

图1

N C

证 点G 是∆A B C 的重心,知G A +G B +G C =O ,

1

得-A G +(A B -A G ) +(A C -A G ) =O ,有A G =(A B +A C ) 。

3

又M ,N ,G 三点共线(A 不在直线MN 上),

于是存在λ, μ,使得A G =λA M +μA N (且λ+μ=1) , 1

有A G =λx A B +μy A C =(A B +A C ) ,

3⎧λ+μ=1

11⎪

=3。 得⎨1,于是得+

x y λx =μy =⎪

3⎩

C 1

B 1G

A 1

图2

经研究,笔者发现三棱锥的重心也有类似性质: [2] 如图2,任一经过三棱锥P -A B C 的重心G

的平面分别与三条侧棱交于A 1, B 1, C 1,且P A 1=

x P A ,P B 1=y P B ,P C 1=z P C ,

1x

1y

1z

则++=4。

证 点G 是三棱锥P -A B C 的重心,知G P +G A +G B +G C =ο,

1

得-P G +(P A -P G ) +(P B -P G ) +(P C -P G ) =ο,即P G =(P A +P B +P C ) 。

4

又G , A 1, B 1, C 1四点共面(P 为平面A 1B 1C 1外一点),

得P G =αP A 1+βP B 1+γP C 1(且α+β+γ=1)

1

于是P G =x αP A +y βP B +z γP C =(P A +P B +P C ) 。

4

9

⎧α+β+γ=1

111⎪

++=4。 得⎨,有1

x y z ⎪x α=y β=z γ=

⎩4

事实上,我们可以将这个性质推广到n 棱锥中去(n ≥3)。

(柯正摘自《数学通讯》2006年1月第1期)

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