每日一题[13] 重心的向量表达

设点\({G_1}\)、\({G_2}\)分别为\(\triangle{A_1}{B_1}{C_1}\)和\(\triangle{A_2}{B_2}{C_2}\)的重心,若\(\overrightarrow{{A_1}{A_2}}=\overrightarrow{{e_1}}\),\(\overrightarrow{{B_1}{B_2}}=\overrightarrow{{e_2}}\),\(\overrightarrow{{C_1}{C_2}}=\overrightarrow{{e_3}}\),则\(\overrightarrow{{G_1}{G_2}}=\)________.


cover正确答案是\(\dfrac 13\left({\overrightarrow{{e_1}}+\overrightarrow{{e_2}}+\overrightarrow{{e_3}}}\right)\).

我们熟知\({G_1}\)为\(\triangle{A_1}{B_1}{C_1}\)的重心,即\[\overrightarrow{{G_1}{A_1}}+\overrightarrow{{G_1}{B_1}}+\overrightarrow{{G_1}{C_1}}=\overrightarrow 0 ,\]同时\[\overrightarrow{{G_2}{A_2}}+\overrightarrow{{G_2}{B_2}}+\overrightarrow{{G_2}{C_2}}=\overrightarrow 0,\]

注意到\[\overrightarrow{AB}+\overrightarrow{CD}=\overrightarrow{AD}+\overrightarrow{CB},\]

于是由\[\begin{split}\overrightarrow{{G_1}{A_1}}+\overrightarrow{{G_1}{B_1}}+\overrightarrow{{G_1}{C_1}}=\overrightarrow 0\\\overrightarrow{{A_2}{G_2}}+\overrightarrow{{B_2}{G_2}}+\overrightarrow{{C_2}{G_2}}=\overrightarrow 0\end{split}\]

得\[\quad 3\overrightarrow{{G_1}{G_2}}+\overrightarrow{{A_2}{A_1}}+\overrightarrow{{B_2}{B_1}}+\overrightarrow{{C_2}{C_1}}=\overrightarrow 0 \\\Rightarrow\overrightarrow{{G_1}{G_2}}=\dfrac 13\left({\overrightarrow{{e_1}}+\overrightarrow{{e_2}}+\overrightarrow{{e_3}}}\right).\]

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