Đến nội dung

Hình ảnh

Chứng minh rằng M là trọng tâm của tam giác $B_{1}$$C_{1}$$D_{1}$

- - - - -

  • Please log in to reply
Chủ đề này có 1 trả lời

#1
Le Tuan Canhh

Le Tuan Canhh

    Thượng sĩ

  • Thành viên
  • 226 Bài viết

Cho tứ diện ABCD, M là một điểm nằm trong tứ diện. Các đường thẳng AM,BM,CM,DM cắt các mặt (BCD),(CDA),(DAB),(ABC) lần lượt tại A',B',C',D'. Mặt phẳng (a) đi qua M và song song với (BCD) lần lượt cắt A'B',A'C',A'D' tại các điểm $B_{1}$,$C_{1}$,$D_{1}$. Chứng minh rằng M là trọng tâm của tam giác $B_{1}$$C_{1}$$D_{1}$


Dư :unsure: Hấu   


#2
vkhoa

vkhoa

    Trung úy

  • Điều hành viên THPT
  • 933 Bài viết
Bổ đề: Cho $\triangle ABC$, $M$ nằm trong tam giác
$AM, BM, CM$ lần lượt cắt $BC, CA, AB$ tại $A_1, B_1, C_1$.
Cm $\frac{MA_1}{AA_1}\overrightarrow{AM} + \frac{MB_1}{BB_1}\overrightarrow{BM} + \frac{MC_1}{CC_1}\overrightarrow{CM} = \overrightarrow{0}$ (1)
Cm:
Kí hiệu $d(A, BC)$ là khoảng cách từ $A$ đến đường thẳng $BC$
ta có $\frac{MA_1}{AA_1} = \frac{d(M, BC)}{d(A, BC)} = \frac {d(M, BC).BC}{d(A, BC).BC} = \frac{S_{MBC}}{S_{ABC}}$
suy ra (1) $\Leftrightarrow \frac{S_{MBC}}{S_{ABC}}\overrightarrow{AM} + \frac{S_{MCA}}{S_{ABC}}\overrightarrow{BM} + \frac{S_{MAB}}{S_{ABC}}\overrightarrow{CM} = \overrightarrow{0}$
$\Leftrightarrow \overrightarrow{AM} + \frac{S_{MCA}}{S_{MBC}}\overrightarrow{BM} + \frac{S_{MAB}}{S_{MBC}}\overrightarrow{CM} = \overrightarrow{0}$
$\Leftrightarrow \overrightarrow{AM} + \frac{MC.d(A, MC)}{MC.d(B, MC)}\overrightarrow{BM} + \frac{MB.d(A, MB)}{MB.d(C, MB)}\overrightarrow{CM} = \overrightarrow{0}$
$\Leftrightarrow \overrightarrow{AM} + \frac{AC_1}{BC_1}\overrightarrow{BM} + \frac{AB_1}{CB_1}\overrightarrow{CM} = \overrightarrow{0}$ (2)
Qua $A$ kẻ đường thẳng // $BM$ cắt $CM$ tại $C_2$
qua $A$ kẻ đ th // $CM$ cắt $BM$ tại $B_2$
(2) $\Leftrightarrow \overrightarrow{AM} + \frac{AC_2}{BM}\overrightarrow{BM} + \frac{AB_2}{CM}\overrightarrow{CM} = \overrightarrow{0}$
$\Leftrightarrow \overrightarrow{AM} + \overrightarrow{C_2A} + \overrightarrow{B_2A} = \overrightarrow{0}$ (3)
vì $AB_2MC_2$ là hình bình hành nên (3) đúng, suy ra (1) đúng (đpcm)

Cm:
$AB', AC', AD'$ lần lượt cắt $CD, DB, BC$ tại $B_2, C_2, D_2$
$AM$ cắt $mp(BCD)$ tại $N$
ta có $B, N, B_2$ thẳng hàng
$\overrightarrow{MB_1} = \frac{B'M}{B'B}\overrightarrow{BN}$ (4)
Áp dụng Menelauyt cho 3 điểm thẳng hàng $A, B', B_2$ và tam giác $BMN$, ta có
$\frac{B'M}{B'B}.\frac{B_2B}{B_2N}.\frac{AN}{AM} = 1$
$\Leftrightarrow \frac{B'M}{B'B} = \frac{AM}{AN}.\frac{B_2N}{B_2B}$ (5)
(4, 5) $\Rightarrow \overrightarrow{MB_1} = \frac{AM}{AN}.\frac{B_2N}{B_2B}.\overrightarrow{BN}$
tương tự với $\overrightarrow{MC_1}, \overrightarrow{MD_1}$
có $\overrightarrow{MB_1} + \overrightarrow{MC_1} + \overrightarrow{MD_1}$
$= \frac{AM}{AN}.(\frac{B_2N}{B_2B}.\overrightarrow{BN} + \frac{C_2N}{C_2C}.\overrightarrow{CN} + \frac{D_2N}{D_2D}.\overrightarrow{DN})$
$= \frac{AM}{AN}.\overrightarrow{0}$ (theo bổ đề)
$= \overrightarrow{0}$
vậy, $M$ là trọng tâm của $\triangle B_1C_1D_1$ (đpcm)




0 người đang xem chủ đề

0 thành viên, 0 khách, 0 thành viên ẩn danh