Bài 27 trang 24 SGK Hình học 10 Nâng cao


Cho lục giác ABCDEF. Gọi P, Q, R, S, T, U lần lượt là trung điểm các cạnh AB, BC, CD, DE, EF, FA. Chứng minh rằng hai tam giác PRT và QSU có trọng tâm trùng nhau.

Đề bài

Cho lục giác ABCDEF. Gọi P, Q, R, S, T, U lần lượt là trung điểm các cạnh AB, BC, CD, DE, EF, FA. Chứng minh rằng hai tam giác PRT và QSU có trọng tâm trùng nhau.

Lời giải chi tiết

 

Lấy \(O\) bất kì và gọi \(K, G\) lần lượt là trọng tâm tam giác \(PRT\) và \(QSU\), ta có

\(\eqalign{
& 3\overrightarrow {OG} \cr&= \overrightarrow {OP} + \overrightarrow {OR} + \overrightarrow {OT} \cr&= {1 \over 2}\left( {\overrightarrow {OA} + \overrightarrow {OB} } \right) + {1 \over 2}\left( {\overrightarrow {OC} + \overrightarrow {OD} } \right) + {1 \over 2}\left( {\overrightarrow {OE} + \overrightarrow {OF} } \right) \cr 
& = {1 \over 2}\left( {\overrightarrow {OA} + \overrightarrow {OB} + \overrightarrow {OC} + \overrightarrow {OD} + \overrightarrow {OE} + \overrightarrow {OF} } \right)\,\,\,(1) \cr 
& 3\overrightarrow {OK} \cr&= \overrightarrow {OQ} + \overrightarrow {OS} + \overrightarrow {OU}\cr&  = {1 \over 2}\left( {\overrightarrow {OB} + \overrightarrow {OC} } \right) + {1 \over 2}\left( {\overrightarrow {OD} + \overrightarrow {OE} } \right) + {1 \over 2}\left( {\overrightarrow {OA} + \overrightarrow {OF} } \right) \cr 
& = {1 \over 2}\left( {\overrightarrow {OA} + \overrightarrow {OB} + \overrightarrow {OC} + \overrightarrow {OD} + \overrightarrow {OE} + \overrightarrow {OF} } \right)\,\,\,\,(2) \cr} \)

Từ (1) và (2) suy ra  \(\overrightarrow {OG}  = \overrightarrow {OK} \) hay \(G \equiv K.\)

Vậy hai tam giác \(PRT\) và \(QSU\) có trọng tâm trùng nhau.

Cách khác:

Sử dụng kết quả bài 26, để chứng minh hai tam giác PRT và QSU có cùng trọng tâm, ta chứng minh \(\overrightarrow {PQ}  + \overrightarrow {RS}  + \overrightarrow {TU}  = \overrightarrow 0 \)

Do Q là trung điểm BC nên:

\(\begin{array}{l}
\overrightarrow {PQ} = \dfrac{1}{2}\left( {\overrightarrow {PB} + \overrightarrow {PC} } \right) \\= \dfrac{1}{2}\left( { - \overrightarrow {PA} + \overrightarrow {PC} } \right)\\
= \dfrac{1}{2}\left( {\overrightarrow {PC} - \overrightarrow {PA} } \right) = \dfrac{1}{2}\overrightarrow {AC}
\end{array}\)

Do S là trung điểm DE nên:

\(\begin{array}{l}
\overrightarrow {RS} = \dfrac{1}{2}\left( {\overrightarrow {RD} + \overrightarrow {RE} } \right)\\ = \dfrac{1}{2}\left( { - \overrightarrow {RC} + \overrightarrow {RE} } \right)\\
= \dfrac{1}{2}\left( {\overrightarrow {RE} - \overrightarrow {RC} } \right) = \dfrac{1}{2}\overrightarrow {CE}
\end{array}\)

Do U là trung điểm FA nên:

\(\begin{array}{l}
\overrightarrow {TU} = \dfrac{1}{2}\left( {\overrightarrow {TF} + \overrightarrow {TA} } \right) \\= \dfrac{1}{2}\left( { - \overrightarrow {TE} + \overrightarrow {TA} } \right)\\
= \dfrac{1}{2}\left( {\overrightarrow {TA} - \overrightarrow {TE} } \right) = \dfrac{1}{2}\overrightarrow {EA}
\end{array}\)

Do đó,

\(\begin{array}{l}
\overrightarrow {PQ} + \overrightarrow {RS} + \overrightarrow {TU} \\
= \dfrac{1}{2}\overrightarrow {AC} + \dfrac{1}{2}\overrightarrow {CE} + \dfrac{1}{2}\overrightarrow {EA} \\
= \dfrac{1}{2}\left( {\overrightarrow {AC} + \overrightarrow {CE} + \overrightarrow {EA} } \right)\\
= \dfrac{1}{2}\left( {\overrightarrow {AE} + \overrightarrow {EA} } \right)\\
= \dfrac{1}{2}\overrightarrow {AA} \\
= \overrightarrow 0
\end{array}\)

Vậy hai tam giác có cùng trọng tâm.

Loigiaihay.com

Sub đăng ký kênh giúp Ad nhé !


Bình chọn:
3.7 trên 9 phiếu

>> Học trực tuyến Lớp 11 trên Tuyensinh247.com, mọi lúc, mọi nơi tất cả các môn. Các thầy cô giỏi nổi tiếng, dạy hay dễ hiểu


Gửi bài