过三角形重心的直线把三角形分成一个三角形和一个四边形,求证:它们面积之差不大于原三角形的面积的1/9

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  • 证明:

    如图所示:

    不妨设直线经过△ABC的AB和AC两条边,把△ABC分成△AHJ和四边形BCJH.

    设△ABC的三边分别为a、b、c.此时必然满足:b>AJ,c>AH.

    过重心G作GM‖AC,GN‖AB

    在△ADC中,MG‖AC,并且DG=DC/3

    ∴MG=AC/3=b/3……①

    同理可得NG=c/3……②

    在△AHJ中,有GM‖AC,GN‖AB

    ∴NG/AH+MG/AJ=GJ/HJ+HG/HJ=HJ/HJ=1……③

    把①②两式代入③式得:

    c/AH+b/AJ=3

    令c/AH=x,b/AJ=y

    则:x+y=3,且x,y都大于1

    ∴y=3-x>1即1

    S△AHJ/S△ABC

    =AH*AJ/(AB*AC)

    =AH*AJ/(bc)

    =1/(xy)

    =1/[x(3-x)]

    =1/[-(x-3/2)^2+9/4]

    以上综括号中-(x-3/2)^2+9/4是关于x(1取值范围是(2,9/4]

    ∴4/9∴4/9∴(4/9)(S△ABC)

    又∵

    S四边形BCJH-S△AHJ

    =S△ABC-S△AHJ-S△AHJ

    =S△ABC-2(S△AHJ)

    由不等式④即可得:

    0故结论得证!