问题
解答题
设G为△ABC的重心,过G的直线l分别交△ABC的两边AB、AC于P、Q,已知
(1)求证:
(2)求
|
答案
(1)设
=AB
,c
=AC
连接AG并延长AG交BC于M,此时M是BC的中点.b
于是
=AM
(1 2
+AB
)=AC
(1 2
+b
) c
=AG
(1 3
+b
)c
又由已知
=λAP
=λAB
.c
=μAQ
=μAC
.b
∴
=PQ
-AQ
=μAP
-λb
cc
=PG
+AG
=PA
(1 3
+b
)-λc
=(c
-λ) 1 3
+c 1 3 b
因为P、G、Q三点共线,则存在实数t,满足
=tPG PQ
所以(
-λ) 1 3
+c 1 3
=tμb
-tλb c
由向量相等的条件得
消去参数t得,
-λ=-tλ1 3
=tμ.1 3
=-
-λ1 3 1 3
,λ μ
即
+1 λ
=3.…(6分)1 μ
(2)由于△APQ与△ABC有公共角,则
=T S
=λμ,|
|×|AP
|AQ |
|×|AB
|AC
由题设有0<λ≤1,0<μ≤1,于是
≥1,1 λ
≥1,1 μ
∵
=3-1 λ
≤2,∴1≤1 μ
≤2,1 λ
∵
+1 λ
=3∴μ=1 μ λ 3λ-1
=λμ=T S
=λ2 3λ-1
=1 -
+31 λ2 1 λ
…(12分)1 -(
-1 λ
)2+3 2 9 4
∵1≤
≤2,∴当1 λ
=1 λ
时,-(3 2
-1 λ
)2+3 2
有最大值9 4
,9 4
λ=1或2时,-(
-1 λ
)2+3 2
有最小值2.9 4
∴
的取值范围为[T S
,4 9
].…141 2