已知M,N分别为四面体ABCD的面BCD与面ACD的重心,且G为AM上一点,且GM:GA=1:3.求证B,G,N三点共线.
来源:学生作业帮助网 编辑:六六作业网 时间:2024/12/20 00:54:30
已知M,N分别为四面体ABCD的面BCD与面ACD的重心,且G为AM上一点,且GM:GA=1:3.求证B,G,N三点共线.
已知M,N分别为四面体ABCD的面BCD与面ACD的重心,且G为AM上一点,且GM:GA=1:3.求证B,G,N三点共线.
已知M,N分别为四面体ABCD的面BCD与面ACD的重心,且G为AM上一点,且GM:GA=1:3.求证B,G,N三点共线.
证明:取CD的中点E,连接ME,NE
∵M是△BCD重心,且E是CD中点
∴B,M,E 三点共线
同理,A,N,E 三点共线
∴ M,N是△ABD上两条边上的点
假设AM与BN交点是G‘,B,G’,N三点共线.
∵AN/NE=2 ,BM/ME=2
∴MN∥AB,且MN=AB/3
∴ G’M:G’A=1:3,即:G'与G共点
∴B,G,N三点共线.
若证三点共线,可改变思路:若连接BN交AM于G',证明G'M:G'A=1:3, 那么G'与G就是同一点,本来B,G',N三点共线,现在就成了B,G,N有三点共线。 关于三角形的重心的性质也了解一下:三角形的重心就是三角形的顶点与对边中点连线产生的,三条连线交于一点成为重心,重心到顶点的距离是到对边的距离的两倍。至于三条为何交于一点,及重心到顶点与对边的距离比是如何证明的,在此不做论述,若感兴趣,可以另立论题。 为了便于观看,将四面体中间我们感兴趣的部份截出成为右图,过M引AP的平行线交BN于Q,即MQ||AP。 基于三角形重心的性质,AN=2NP, NP = (1/2)AN, (N为三角形ACD的重心),三角形BQG'与三角形APG'相似,MG':G'A =MQ:AN 。 MG':G'A = 1: 3。 所以G与G'为同一点,B,N,G三点共线得证。
又因三角形BMQ与三角形BPN相似,则有MQ:NP = BM : BP (因M是三角形BCD的重心,BM=2MP, BP = BM+MP = 2MP+MP = 3MP, BM : BP = 2 : 3),
MQ:NP = 2: 3,
MQ:(1/2)AN = 2: 3,
2MQ : AN = 2 : 3,
MQ : AN = 1 : 3,