问题 解答题
已知向量
OP1
OP2
OP3
满足
OP1
+
OP2
+
OP3
=0,|
OP1
|=|
OP2
|=|
OP3
|=1.
求证:△P1P2P3是正三角形.
答案

证明:

法一:∵

OP1
+
OP2
+
OP3
=0,∴
OP1
+
OP2
=-
OP3
.∴|
OP1
+
OP2
|=|-
OP3
|.

∴|

OP1
|2+|
OP2
|2+2
OP1
OP2
=|
OP3
|2

又∵|

OP1
|=|
OP2
|=|
OP3
|=1,

OP1
OP2
=-
1
2

∴|

OP1
||
OP2
|cos∠P1OP2=-
1
2

即∠P1OP2=120°.

同理∠P1OP3=∠P2OP3=120°.

∴△P1P2P3为等边三角形.

法二:以O点为坐标原点建立直角坐标系,设P1(x1,y1),P2(x2,y2),P3(x3,y3),

OP1
=(x1,y1),
OP2
=(x2,y2),
OP3
=(x3,y3).

OP1
+
OP2
+
OP3
=0,

x1+x2+x3=0
y1+y2+y3=0.
x1+x2=-x3
y1+y2=-y3.

由|

OP1
|=|
OP2
|=|
OP3
|=1,得x12+y12=x22+y22=x32+y32=1

∴2+2(x1x2+y1y2)=1

∴|

P1P2
|=
(x1-x2)2+(y1-y2)2

=

x12+x22+y12+y22-2x1x2-2y1y2

=

2(1-x1x2-y1y2)
=
3

同理|

P1P3
|=
3
,|
P2P3
|=
3

∴△P1P2P3为正三角形

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