设 $\triangle ABC$ 三条中线的长度分别为 $6,9,12$,则 $\triangle ABC$ 最长边与最短边的和所在的区间为( )
A.$(17,18)$
B.$(18,19)$
C.$(19,20)$
D.前三个选项都不对
答案 C.
解析 设 $\triangle ABC$ 中 $AD=6$,$BE=9$,$CF=12$,重心为 $G$,$\triangle ABC$ 的三个内角 $A,B,C$ 所对的边长分别为 $a,b,c$,则\[\dfrac{AG}{GD}=\dfrac{BG}{GE}=\dfrac{CG}{GF}=2,\]进而\[GA=4,GD=2,GB=6,GE=3,GC=8,GD=4.\]
在 $\triangle GBC,\triangle GCA,\triangle GAB$ 中分别应用三角形中线长公式,可得\[\begin{cases} 4^2+a^2=2(6^2+8^2),\\ 6^2+b^2=2(8^2+4^2),\\ 8^2+c^2=2(4^2+6^2),\end{cases}\iff \begin{cases} a=2\sqrt{46},\\ b=2\sqrt{31},\\ c=2\sqrt{10},\end{cases}\]于是 $\triangle ABC$ 最长边与最短边的和为\[a+c=2\sqrt{46}+2\sqrt{10}=\sqrt{224+8\sqrt{460}}\in \left(\sqrt{224+8\cdot 21},\sqrt{224+8\cdot 22}\right)=\left(\sqrt{392},\sqrt{400}\right),\]所在的区间为 $(19,20)$.