每日一题[1910]虚晃一枪

正方形 $ABCD$ 的边长为 $30$,点 $P$ 在正方形内,$AP=12$,$BP=26$,以 $\triangle ABP,\triangle BCP,\triangle CDP,\triangle DAP$ 的重心为顶点构成凸四边形,该四边形的面积为(       )

A.$100\sqrt{2}$

B.$100\sqrt{3}$

C.$200$

D.$200\sqrt{2}$

E.$200\sqrt{3}$

答案    C.

解析    建立平面直角坐标系 $A-BD$,设 $P(x,y)$,则 $A(0,0)$,$B(30,0)$,$C(30,30)$,$D(0,30)$,凸四边形的四个顶点坐标分别为\[G_1\left(\dfrac{30+x}3,\dfrac y3\right),G_2\left(\dfrac{60+x}{3},\dfrac{30+y}3\right),G_3\left(\dfrac{30+x}3,\dfrac {60+y}3\right),G_4\left(\dfrac{x}3,\dfrac{30+y}3\right),\]于是 $\overrightarrow{G_1G_3}=(0,20)$,$\overrightarrow{G_4G_2}=(20,0)$,因此 $G_1G_2G_3G_3$ 是对角线长为 $20$ 的正方形,面积为 $200$.

另法

如图,题中凸四边形为正方形各边中点行成的正方形中点形成的正方形,以 $P$ 为中心,$\dfrac 23$ 为缩放比例缩放而成,因此其面积为\[\left(\dfrac 23\right)^2\cdot \left(15\sqrt 2\right)^2=200.\]

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