问题
解答题
证明空间任意无三点共线的四点A、B、C、D共面的充分必要条件是:对于空间任一点O,存在实数x、y、z且x+y+z=1,使得
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答案
(必要性)依题意知,B、C、D三点不共线,
则由共面向量定理的推论知:四点A、B、C、D共面
⇔对空间任一点O,存在实数x1、y1,使得
=OA
+x1OB
+y1BC BD
=
+x1(OB
-OC
)+y1(OB
-OD
)OB
=(1-x1-y1)
+x1OB
+y1OC
,OD
取x=1-x1-y1、y=x1、z=y1,
则有
=xOA
+yOB
+zOC
,且x+y+z=1.OD
(充分性)对于空间任一点O,存在实数x、y、z且x+y+z=1,使得
=xOA
+yOB
+zOC
.OD
所以x=1-y-z得
=(1-y-z)OA
+yOB
+zOC
.OD
=OA
+yOB
+zBC
,即:BD
=yBA
+zBC
,BD
所以四点A、B、C、D共面.
所以,空间任意无三点共线的四点A、B、C、D共面的充分必要条件是:
对于空间任一点O,存在实数x、y、z且x+y+z=1,使得
=xOA
+yOB
+zOC
.OD