题目内容

11.如图,M、N、P分别是三角形ABC三边BC、CA、AB上的点,且满足$\frac{AP}{AB}=\frac{BM}{BC}=\frac{CN}{CA}=\frac{1}{4}$,设$\overrightarrow{AB}$=$\overrightarrow{a}$,$\overrightarrow{AC}$=$\overrightarrow{b}$.
(1)用$\overrightarrow{a}$,$\overrightarrow{b}$表示$\overrightarrow{MN}$;
(2)若点G是三角形MNP的重心,用$\overrightarrow{a}$,$\overrightarrow{b}$表示$\overrightarrow{AG}$.

分析 (1)根据向量加法、减法及数乘的几何意义便可由条件及图形便可用$\overrightarrow{a},\overrightarrow{b}$表示出$\overrightarrow{MN}=-\frac{3}{4}\overrightarrow{a}+\frac{1}{2}\overrightarrow{b}$;
(2)先得出$\overrightarrow{MP}=\overrightarrow{MN}+\overrightarrow{NA}+\overrightarrow{AP}=-\frac{1}{2}\overrightarrow{a}-\frac{1}{4}\overrightarrow{b}$,然后画出图形,并连接AG,MG,根据G为三角形MNP的重心便可得到$\overrightarrow{MG}=-\frac{5}{12}\overrightarrow{a}+\frac{1}{12}\overrightarrow{b}$,从而根据$\overrightarrow{AG}=\overrightarrow{AP}+\overrightarrow{PM}+\overrightarrow{MG}$便可用$\overrightarrow{a},\overrightarrow{b}$表示出$\overrightarrow{AG}$.

解答 解:(1)根据条件,$\overrightarrow{MN}=\overrightarrow{MC}+\overrightarrow{CN}$
=$\frac{3}{4}\overrightarrow{BC}+\frac{1}{4}\overrightarrow{CA}$
=$\frac{3}{4}(\overrightarrow{AC}-\overrightarrow{AB})-\frac{1}{4}\overrightarrow{AC}$
=$-\frac{3}{4}\overrightarrow{AB}+\frac{1}{2}\overrightarrow{AC}$
=$-\frac{3}{4}\overrightarrow{a}+\frac{1}{2}\overrightarrow{b}$;
(2)$\overrightarrow{MP}=\overrightarrow{MN}+\overrightarrow{NA}+\overrightarrow{AP}$=$-\frac{3}{4}\overrightarrow{a}+\frac{1}{2}\overrightarrow{b}-\frac{3}{4}\overrightarrow{b}+\frac{1}{4}\overrightarrow{a}=-\frac{1}{2}\overrightarrow{a}-\frac{1}{4}\overrightarrow{b}$,如图,连接AG,MG;
G为三角形MNP的重心,则:$\overrightarrow{MG}=\frac{1}{3}(\overrightarrow{MN}+\overrightarrow{MP})$=$\frac{1}{3}(-\frac{3}{4}\overrightarrow{a}+\frac{1}{2}\overrightarrow{b}-\frac{1}{2}\overrightarrow{a}-\frac{1}{4}\overrightarrow{b})$=$-\frac{5}{12}\overrightarrow{a}+\frac{1}{12}\overrightarrow{b}$;
∴$\overrightarrow{AG}=\overrightarrow{AP}+\overrightarrow{PM}+\overrightarrow{MG}$
=$\frac{1}{4}\overrightarrow{a}+\frac{1}{2}\overrightarrow{a}+\frac{1}{4}\overrightarrow{b}-\frac{5}{12}\overrightarrow{a}+\frac{1}{12}\overrightarrow{b}$
=$\frac{1}{3}\overrightarrow{a}+\frac{1}{3}\overrightarrow{b}$.

点评 考查向量加法、减法及数乘的几何意义,向量的数乘运算,以及三角形重心的概念和性质,向量加法的平行四边形法则.

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