Cho lục giác ABCDEF. Gọi M, N, P, Q, R, S theo thứ tự là trung điểm

Giải SBT Toán lớp 10 Bài 9: Tích của một vectơ với một số

Bài 4.17 trang 54 SBT Toán 10 Tập 1:

Cho lục giác ABCDEF. Gọi M, N, P, Q, R, S theo thứ tự là trung điểm của các cạnh AB, BC, CD, DE, EF, FA. Chứng minh rằng hai tam giác MPR và NQS có cùng trọng tâm.

Lời giải:

+) Vì M, N lần lượt là trung điểm của AB, BC

Nên MN là đường trung bình của tam giác ABC.

$\Rightarrow$ MN // AC và $MN=\frac{1}{2}AC$ (tính chất đường trung bình)

Do đó $\overrightarrow{MN}=\frac{1}{2}\overrightarrow{AC}$                                                (1)

Chứng minh tương tự ta cũng có: $\overrightarrow{PQ}=\frac{1}{2}\overrightarrow{CE}$         (2)

Và $\overrightarrow{RS}=\frac{1}{2}\overrightarrow{EA}$                                                       (3)

Từ (1), (2) và (3) ta có:

$$\begin{gathered} \overrightarrow{MN}+\overrightarrow{PQ}+\overrightarrow{RS} \\ =\frac{1}{2}\overrightarrow{AC}+\frac{1}{2}\overrightarrow{CE}+\frac{1}{2}\overrightarrow{EA} \end{gathered}$$

$=\frac{1}{2}\left(\overrightarrow{AC}+\overrightarrow{CE}+\overrightarrow{EA}\right)$ 

$=\frac{1}{2}\left(\overrightarrow{AE}+\overrightarrow{EA}\right)$ (quy tắc ba điểm)

$=\frac{1}{2}\overrightarrow{\text{AA}}$                 (quy tắc ba điểm)

$=\frac{1}{2}.\overrightarrow{0}=\overrightarrow{0}$

Do đó $\overrightarrow{MN}+\overrightarrow{PQ}+\overrightarrow{RS}=\overrightarrow{0}$

+) Giả sử G và G' lần lượt là trọng tâm của tam giác MPR và tam giác NQS.

Khi đó ta có: $\overrightarrow{MG}+\overrightarrow{PG}+\overrightarrow{RG}=\overrightarrow{0}$ và $\overrightarrow{N{G}^{\text{'}}}+\overrightarrow{Q{G}^{\text{'}}}+\overrightarrow{S{G}^{\text{'}}}=\overrightarrow{0}$ hay $\overrightarrow{G^{\text{'}}N}+\overrightarrow{G^{\text{'}}Q}+\overrightarrow{G^{\text{'}}S}=\overrightarrow{0}$

Mặt khác: theo quy tắc ba điểm ta có:

$$\begin{gathered} \Rightarrow \overrightarrow{MN}+\overrightarrow{PQ}+\overrightarrow{RS} \\ =\overrightarrow{MG}+\overrightarrow{PG}+\overrightarrow{RG}+3.\overrightarrow{G{G}^{\text{'}}}+\overrightarrow{G^{\text{'}}N}+\overrightarrow{G^{\text{'}}Q}+\overrightarrow{G^{\text{'}}S} \end{gathered}$$

$=\left(\overrightarrow{MG}+\overrightarrow{PG}+\overrightarrow{RG}\right)+3.\overrightarrow{G{G}^{\text{'}}}+\left(\overrightarrow{G^{\text{'}}N}+\overrightarrow{G^{\text{'}}Q}+\overrightarrow{G^{\text{'}}S}\right)$

$=\overrightarrow{0}+3.\overrightarrow{G{G}^{\text{'}}}+\overrightarrow{0}$

$=3.\overrightarrow{G{G}^{\text{'}}}$

+) Lại có $\overrightarrow{MN}+\overrightarrow{PQ}+\overrightarrow{RS}=\overrightarrow{0}$ (chứng minh trên)

Nên $3\overrightarrow{G{G}^{\text{'}}}=\overrightarrow{0}$

$\Rightarrow \overrightarrow{G{G}^{\text{'}}}=\overrightarrow{0}$

Suy ra G và G' trùng nhau.

Vậy hai tam giác MPR và NQS có cùng trọng tâm.

Xem thêm lời giải sách bài tập Toán lớp 10 Kết nối tri thức với cuộc sống hay, chi tiết khác:

Bài 4.13 trang 54 SBT Toán 10 Tập 1: Cho tam giác ABC. Gọi D, E tương ứng là trung điểm của BC, CA...

Bài 4.14 trang 54 SBT Toán 10 Tập 1: Cho tam giác OAB vuông cân, với OA = OB = a. Hãy xác định độ dài...

Bài 4.15 trang 54 SBT Toán 10 Tập 1: Cho tam giác ABC có trực tâm H, trọng tâm G và tâm đường tròn ngoại tiếp O...

Bài 4.16 trang 54 SBT Toán 10 Tập 1: Cho tứ giác ABCD. Gọi M, N theo thứ tự là trung điểm các cạnh AB, CD...

Bài 4.18 trang 54 SBT Toán 10 Tập 1: Cho tam giác ABC đều với trọng tâm O. M là một điểm tuỳ ý nằm trong tam giác...

Bài 4.19 trang 54 SBT Toán 10 Tập 1: Cho tam giác ABC. a) Tìm điểm M sao cho $\overrightarrow{MA}+\overrightarrow{MB}+2\overrightarrow{MC}=\overrightarrow{0}.$..

Bài 4.20 trang 55 SBT Toán 10 Tập 1: Cho tam giác ABC. a) Tìm điểm K thoả mãn $\overrightarrow{KA}+2\overrightarrow{KB}+3\overrightarrow{KC}=\overrightarrow{0}.$..

Bài 4.21 trang 55 SBT Toán 10 Tập 1: Một vật đồng chất được thả vào một cốc chất lỏng. Ở trạng thái cân bằng...