Χαρακτηρισμοί βαρυκέντρου

Συντονιστής: gbaloglou

Άβαταρ μέλους
nsmavrogiannis
Επιμελητής
Δημοσιεύσεις: 4455
Εγγραφή: Σάβ Δεκ 20, 2008 7:13 pm
Τοποθεσία: Αθήνα
Επικοινωνία:

Χαρακτηρισμοί βαρυκέντρου

#1

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από nsmavrogiannis » Σάβ Οκτ 23, 2021 11:40 pm

Γεια σας
Προτείνω σε αυτό το νήμα να βάλουμε υπό μορφή ασκήσεων μερικούς χαρακτηρισμούς του βαρυκέντρου δηλαδή αν και μόνο αν συθήκες ώστε ένα σημείο να είναι βαρύκεντρο ενός τριγώνου.
Νομίζω ότι θα ήταν χρήσιμο για όλους ιδίως τους νέους συναδέλφους.
Αν κάτι παρόμοιο μας έχει απασχολήσει απολογούμαι.

Γράφω μερικούς πολύ γνωστούς που νομίζω μπορούμε να προσπεράσουμε:
1) Το G είναι βαρύκεντρο του \rm AB\Gamma αν και μόνο αν ανήκει σε δύο διαμέσους του.
2) Το G είναι βαρύκεντρο του \rm AB\Gamma αν και μόνο αν ανήκει σε μία διάμεσο και απέχει από την κορυφή διπλάσια απόσταση απ' ότι από το μέσο της απέναντι πλευράς.
3) Το G είναι βαρύκεντρο του \rm AB\Gamma αν και μόνο αν \rm (GAB)=(GB\Gamma)=(G\Gamma A).
4) Το G είναι βαρύκεντρο του \rm AB\Gamma αν και μόνο αν οι συντεταγμένες του είναι οι αριθμητικοί μέσοι των συντεταγμένων των κορυφών δηλαδή \rm x_{G}=\frac{x_{A}+x_{B}+x_{\Gamma }}{3},\,\,\,\,y_{G}=\frac{y_{A}+y_{B}+y_{\Gamma }}{3}.
5) Το G είναι βαρύκεντρο του \rm AB\Gamma αν και μόνο αν \rm{ \overrightarrow{GA}+\overrightarrow{GB}+\overrightarrow{G\Gamma }}=\overrightarrow{0}


Αν κανείς δεν ελπίζει, δεν θα βρεί το ανέλπιστο, οι δρόμοι για το ανεξερεύνητο θα είναι κλειστοί.
Ηράκλειτος

Λέξεις Κλειδιά:
Άβαταρ μέλους
cretanman
Διαχειριστής
Δημοσιεύσεις: 4097
Εγγραφή: Πέμ Δεκ 18, 2008 12:35 pm
Τοποθεσία: Ηράκλειο Κρήτης
Επικοινωνία:

Re: Χαρακτηρισμοί βαρυκέντρου

#2

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από cretanman » Κυρ Οκτ 24, 2021 2:18 am

Καλησπέρα σε όλους τους φίλους! Ωραίο κι ενδιαφέρον το ερώτημα του Νίκου.

Θα πρόσθετα και το ότι (συνεχίζω την αρίθμηση του Νίκου):

6) Το G είναι το βαρύκεντρο του τριγώνου αν και μόνο αν ισχύει \overrightarrow{GH}=\dfrac{2}{3}\overrightarrow{OH} όπου O και H το περίκεντρο και το ορθόκεντρο του τριγώνου αντίστοιχα. (δηλαδή το G να ανήκει στην ευθεία Euler του τριγώνου και κάτιτίς ακόμη).

Edit: Όταν είδα λίγο περισσότερο το πρόβλημα του Νίκου προσπάθησα να δω τις σχέσεις που γνωρίζω για το βαρύκεντρο και αν μπορώ να τις αντιστρέψω ώστε με δεδομένη τη σχέση (και πιθανόν και κάτι ακόμη) να αποδείξω ότι είναι το βαρύκεντρο. Μία από τις σχέσεις λοιπόν είναι η εξής: Αν G είναι το βαρύκεντρο του ABC τότε ισχύει AB^2+BC^2+CA^2=3\left(GA^2+GB^2+GC^2\right). Δε γνώριζα λοιπόν ότι ισχύει και το αντίστροφο και χρειάστηκε προηγουμένως να το αποδείξω. Συνεπώς:

7) Το G είναι το βαρύκεντρο του τριγώνου αν και μόνο αν AB^2+BC^2+CA^2=3\left(GA^2+GB^2+GC^2\right).

Αλέξανδρος


Αλέξανδρος Συγκελάκης
Άβαταρ μέλους
george visvikis
Επιμελητής
Δημοσιεύσεις: 13278
Εγγραφή: Παρ Νοέμ 01, 2013 9:35 am

Re: Χαρακτηρισμοί βαρυκέντρου

#3

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από george visvikis » Κυρ Οκτ 24, 2021 9:52 am

Καλημέρα!

8) Το G είναι το βαρύκεντρο του τριγώνου αν και μόνο αν ανήκει σε μία διάμεσο και \displaystyle \tan (B\widehat GC) = \frac{{12(ABC)}}{{{b^2} + {c^2} - 5{a^2}}} (Βέβαια απαιτεί απόδειξη).


Άβαταρ μέλους
nsmavrogiannis
Επιμελητής
Δημοσιεύσεις: 4455
Εγγραφή: Σάβ Δεκ 20, 2008 7:13 pm
Τοποθεσία: Αθήνα
Επικοινωνία:

Re: Χαρακτηρισμοί βαρυκέντρου

#4

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από nsmavrogiannis » Δευ Οκτ 25, 2021 11:39 pm

Γεια σας. Αλέξανδρε ευχαριστώ για την απάντηση.
cretanman έγραψε:
Κυρ Οκτ 24, 2021 2:18 am
6) Το G είναι το βαρύκεντρο του τριγώνου αν και μόνο αν ισχύει \overrightarrow{GH}=\dfrac{2}{3}\overrightarrow{OH} όπου O και H το περίκεντρο και το ορθόκεντρο του τριγώνου αντίστοιχα. (δηλαδή το G να ανήκει στην ευθεία Euler του τριγώνου και κάτιτίς ακόμη).
Άμεσος χαρακτηρισμός. Νομίζω άμεση είναι και η απόδειξη και μάλλον δεν χρειάζεται να γραφεί.
cretanman έγραψε:
Κυρ Οκτ 24, 2021 2:18 am

7) Το G είναι το βαρύκεντρο του τριγώνου αν και μόνο αν AB^2+BC^2+CA^2=3\left(GA^2+GB^2+GC^2\right).
Γράφω μια απόδειξη.
Έστω G το κέντρο βάρους του \rm AB\Gamma, \Delta το μέσο τηςν B\Gamma, X οποιοδήποτε σημείο του επιπέδου και x η απόσταση του X από το G. Από το θεώρημα του Stewart στο AX\Delta έχουμε
\frac{2}{3}\mu _{\alpha }X\Delta ^{2}+\frac{1}{3}\mu _{\alpha }XA^{2}=\mu _{\alpha }\left( \left( \frac{2}{3}\mu _{\alpha }\right) \left( \frac{1}{3}\mu _{\alpha }\right) +x^{2}\right)
δηλαδή
\frac{2}{3}X\Delta ^{2}+\frac{1}{3}XA^{2}=\frac{2}{9}\mu _{\alpha }^{2}+x^{2}\,\,\,(1)
Από το θεώρημα των διαμέσων στο τρίγωνο BX\Gamma έχουμε:
\frac{2}{3}X\Delta ^{2}=\frac{1}{3}XB^{2}+\frac{1}{3}X\Gamma ^{2}-\frac{\alpha ^{2}}{6}
οπότε αντικάθιστώντας στην (1) βρίσκουμε ότι:
\frac{1}{3}\left( XA^{2}+XB^{2}+X\Gamma ^{2}\right) -\frac{\alpha ^{2}}{6}=\frac{2}{9}\mu _{\alpha }^{2}+x^{2}\,\,\,(2)
ή αλλιώς με άλλη μία χρήση του θεωρήματος των διαμέσων:
\frac{1}{3}\left( XA^{2}+XB^{2}+X\Gamma ^{2}\right) -\frac{\alpha ^{2}}{6}=\frac{1}{9}\left( \beta ^{2}+\gamma ^{2}-\frac{\alpha ^{2}}{2}\right) +x^{2}\,\,(3)
Παίρνοντας την (2) κυκλικά και προσθέτοντας έχουμε:
XA^{2}+XB^{2}+X\Gamma ^{2}=\frac{\alpha ^{2}+\beta ^{2}+\gamma ^{2}}{3}+3x^{2}
επομένως η ισότητα
XA^{2}+XB^{2}+X\Gamma ^{2}=\frac{\alpha ^{2}+\beta ^{2}+\gamma ^{2}}{3}
ισχύει αν και μόνο αν x=0 δηλαδή του X συμπίπτει με το G.


Αν κανείς δεν ελπίζει, δεν θα βρεί το ανέλπιστο, οι δρόμοι για το ανεξερεύνητο θα είναι κλειστοί.
Ηράκλειτος
Άβαταρ μέλους
nsmavrogiannis
Επιμελητής
Δημοσιεύσεις: 4455
Εγγραφή: Σάβ Δεκ 20, 2008 7:13 pm
Τοποθεσία: Αθήνα
Επικοινωνία:

Re: Χαρακτηρισμοί βαρυκέντρου

#5

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από nsmavrogiannis » Δευ Νοέμ 01, 2021 2:03 am

george visvikis έγραψε:
Κυρ Οκτ 24, 2021 9:52 am
Καλημέρα!

8) Το G είναι το βαρύκεντρο του τριγώνου αν και μόνο αν ανήκει σε μία διάμεσο και \displaystyle \tan (B\widehat GC) = \frac{{12(ABC)}}{{{b^2} + {c^2} - 5{a^2}}} (Βέβαια απαιτεί απόδειξη).
Γεια σας.
Γράφω μια απόδειξη για τον χαρακτηρισμό που ανέφερε ο Γιώργος η οποία έχει δουλειά ρουτίνας.
Το BGC έχει πλευρές \frac{2}{3}\mu _{b},\frac{2}{3}\mu _{c},a. Αν ονομάσουμε για λόγους συντομίας \widehat{BGC}=\varphi από τον νόμο των συνημιτόνων έχουμε
a^{2}=\frac{4}{9}\left( \mu _{b}^{2}+\mu _{c}^{2}\right) -\frac{8}{9}\mu _{b}\mu _{c}\cos \varphi
και από τον τύπο του εμβαδού τριγώνου ότι
\frac{\left( ABC\right) }{3}=\frac{2}{3}\mu _{b}\mu _{c}\sin \varphi .
Αν συδυάσουμε αυτές τις σχέσεις βρίσκουμε ότι
a^{2}=\frac{4}{9}\left( \mu _{b}^{2}+\mu _{c}^{2}\right) -\frac{4}{3}\frac{\left( ABC\right) }{\tan \varphi }
Λαμβάνοντας υπ' όψιν ότι
\mu _{b}^{2}+\mu _{c}^{2}=\frac{2\left( c^{2}+a^{2}\right) -b^{2}}{4}+\frac{2\left( b^{2}+a^{2}\right) -c^{2}}{4}=\allowbreak \frac{1}{4}\left( b^{2}+c^{2}\right) +a^{2}
έχουμε εύκολα την αποδεικτέα.
Μια τιμή της γωνίας αντιστοιχεί σε δύο σημεία του φορέα της διαμέσου και επομένως μας ενδιαφέρουν τα σημεία που ανήκουν στο ευθύγραμμο τμήμα της διαμέσου. Το κριτήριο εφαρμόζεται για όσα τρίγωνα δεν συμβαίνει το BGC να είναι ορθογώνιο στο G (δοθείσης της a μπορούμε να κατασκευάσουμε άπειρα τρίγωνα με την \varphi να είναι ορθή ή ισοδύναμα b^{2}+c^{2}=5a^{2}). Θα μπορούσαμε να καλύψουμε και αυτή την ειδική αυτή περίπτωση αν αντί της εφαπτομένης πάρουμε το ημίτονο. Αν οι υπολογισμοί μου είναι σωστoί η συνθήκη, που είναι αρκετά φορτωμένη, θα είναι
\sin ^{2}\widehat{BGC}=\frac{36\left( ABC\right) }{\left( 2b^{2}+2a^{2}-c^{2}\right) \left( 2c^{2}+2a^{2}-b^{2}\right) }.


Αν κανείς δεν ελπίζει, δεν θα βρεί το ανέλπιστο, οι δρόμοι για το ανεξερεύνητο θα είναι κλειστοί.
Ηράκλειτος
Άβαταρ μέλους
Demetres
Γενικός Συντονιστής
Δημοσιεύσεις: 8989
Εγγραφή: Δευ Ιαν 19, 2009 5:16 pm
Τοποθεσία: Λεμεσός/Πύλα
Επικοινωνία:

Re: Χαρακτηρισμοί βαρυκέντρου

#6

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από Demetres » Δευ Νοέμ 01, 2021 3:38 pm

nsmavrogiannis έγραψε:
Δευ Οκτ 25, 2021 11:39 pm
Παίρνοντας την (2) κυκλικά και προσθέτοντας έχουμε:
XA^{2}+XB^{2}+X\Gamma ^{2}=\frac{\alpha ^{2}+\beta ^{2}+\gamma ^{2}}{3}+3x^{2}

Η συγκεκριμένη ταυτότητα αποδεικνύεται άμεσα και με συντεταγμένες. Χωρίς βλάβη της γενικότητας είναι X=(0,0). Έστω A = (a_1,a_2), B = (b_1,b_2) και C = (c_1,c_2). Τότε G = \left( \frac{a_1+b_1+c_1}{3},\frac{a_2+b_2+c_2}{3}\right).

Το αριστερό μέλος ισούται με a_1^2 + a_2^2 + b_1^2 + b_2^2 + c_1^2 + c_2^2. Το δεξί μέλος ισούται με

\displaystyle  \frac{1}{3}\left( (a_1-b_1)^2 + (a_2-b_2)^2 + (b_1-c_1)^2 + (b_2-c_2)^2 + (c_1-a_1)^2 + (c_2-a_2)^2 + (a_1+b_1+c_1)^2 + (a_2+b_2+c_2)^2\right)

και αναπτύσσοντας βλέπουμε ότι ισούται με το αριστερό μέλος.


Άβαταρ μέλους
nsmavrogiannis
Επιμελητής
Δημοσιεύσεις: 4455
Εγγραφή: Σάβ Δεκ 20, 2008 7:13 pm
Τοποθεσία: Αθήνα
Επικοινωνία:

Re: Χαρακτηρισμοί βαρυκέντρου

#7

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από nsmavrogiannis » Πέμ Νοέμ 04, 2021 10:26 pm

Να αποδειχθεί ότι:
9) Το K είναι βαρύκεντρο του τριγώνου ABC αν και μόνο αν διαιρεί τις σεβιανές του σε ίσους λόγους.
Δηλαδή αν μόνο αν οι ευθείες KA, KB, KC τέμνουν τις BC, CA, AB στα D, E, F έτσι ώστε
\displaystyle \frac{AK}{DK}=\frac{BK}{EK}=\frac{CK}{FK}.


Αν κανείς δεν ελπίζει, δεν θα βρεί το ανέλπιστο, οι δρόμοι για το ανεξερεύνητο θα είναι κλειστοί.
Ηράκλειτος
Άβαταρ μέλους
Demetres
Γενικός Συντονιστής
Δημοσιεύσεις: 8989
Εγγραφή: Δευ Ιαν 19, 2009 5:16 pm
Τοποθεσία: Λεμεσός/Πύλα
Επικοινωνία:

Re: Χαρακτηρισμοί βαρυκέντρου

#8

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από Demetres » Παρ Νοέμ 05, 2021 10:00 am

nsmavrogiannis έγραψε:
Πέμ Νοέμ 04, 2021 10:26 pm
Να αποδειχθεί ότι:
9) Το K είναι βαρύκεντρο του τριγώνου ABC αν και μόνο αν διαιρεί τις σεβιανές του σε ίσους λόγους.
Δηλαδή αν μόνο αν οι ευθείες KA, KB, KC τέμνουν τις BC, CA, AB στα D, E, F έτσι ώστε
\displaystyle \frac{AK}{DK}=\frac{BK}{EK}=\frac{CK}{FK}.
Επειδή \angle AKB = \angle EKD, τότε \displaystyle  \frac{AK}{DK}=\frac{BK}{EK} μας δίνει ότι τα τρίγωνα AKB και EKD είναι όμοια. Άρα \angle ABK = \angle KED και οι AB,ED είναι παράλληλες. Άρα \frac{CE}{EA} = \frac{CD}{DB} οπότε από Ceva παίρνουμε AF/BF = 1. Δηλαδή η CF είναι διάμεσος. Ομοίως και οι AD,BE είναι διάμεσοι οπότε το K είναι το βαρύκεντρο. Το αντίστροφο είναι ασφαλώς γνωστό.


Άβαταρ μέλους
george visvikis
Επιμελητής
Δημοσιεύσεις: 13278
Εγγραφή: Παρ Νοέμ 01, 2013 9:35 am

Re: Χαρακτηρισμοί βαρυκέντρου

#9

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από george visvikis » Παρ Νοέμ 05, 2021 10:31 am

nsmavrogiannis έγραψε:
Πέμ Νοέμ 04, 2021 10:26 pm
Να αποδειχθεί ότι:
9) Το K είναι βαρύκεντρο του τριγώνου ABC αν και μόνο αν διαιρεί τις σεβιανές του σε ίσους λόγους.
Δηλαδή αν μόνο αν οι ευθείες KA, KB, KC τέμνουν τις BC, CA, AB στα D, E, F έτσι ώστε
\displaystyle \frac{AK}{DK}=\frac{BK}{EK}=\frac{CK}{FK}.
Διαφορετικά. Έστω \displaystyle \frac{{AF}}{{FB}} = x,\frac{{BD}}{{DC}} = y,\frac{{CE}}{{EA}} = z. Τότε από Ceva είναι \boxed{xyz =1} Αλλά από Van Aubel, η δοσμένη

σχέση γράφεται, \boxed{x + \frac{1}{z} = y + \frac{1}{x} = z + \frac{1}{y}} και επειδή x,y,z>0, εύκολα προκύπτει ότι \boxed{x=y=z=1}

Δηλαδή οι AD, BE, CF είναι διάμεσοι του τριγώνου.


Άβαταρ μέλους
nsmavrogiannis
Επιμελητής
Δημοσιεύσεις: 4455
Εγγραφή: Σάβ Δεκ 20, 2008 7:13 pm
Τοποθεσία: Αθήνα
Επικοινωνία:

Re: Χαρακτηρισμοί βαρυκέντρου

#10

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από nsmavrogiannis » Δευ Νοέμ 08, 2021 1:00 am

Αναφέρομαι στις απαντήσεις \#8,\#9 στο \#7
Demetres έγραψε:
Παρ Νοέμ 05, 2021 10:00 am
Επειδή \angle AKB = \angle EKD, τότε \displaystyle  \frac{AK}{DK}=\frac{BK}{EK} μας δίνει ότι τα τρίγωνα AKB και EKD είναι όμοια. Άρα \angle ABK = \angle KED και οι AB,ED είναι παράλληλες. Άρα \frac{CE}{EA} = \frac{CD}{DB} οπότε από Ceva παίρνουμε AF/BF = 1. Δηλαδή η CF είναι διάμεσος. Ομοίως και οι AD,BE είναι διάμεσοι οπότε το K είναι το βαρύκεντρο. Το αντίστροφο είναι ασφαλώς γνωστό.
Δημήτρη και η δική μου προσέγγιση είναι παρόμοια. Απλώς δεν χρησιμοποιώ το θεώρημα του Ceva. Έχοντας τις παραλληλίες
ED//AB,\,\,\,DF//AC,\,\,EF//AB
έχουμε και τις ισότητες:
\frac{AF}{FB}=\frac{CD}{BD}=\frac{CE}{AE}=\frac{BF}{AF}
και από την ισότητα πρώτου και τελετυταίου λόγου έχουμε ότι το F (και όμοια το D) είνα μέσο.
george visvikis έγραψε:
Παρ Νοέμ 05, 2021 10:31 am
Διαφορετικά. Έστω \displaystyle \frac{{AF}}{{FB}} = x,\frac{{BD}}{{DC}} = y,\frac{{CE}}{{EA}} = z. Τότε από Ceva είναι \boxed{xyz =1} Αλλά από Van Aubel, η δοσμένη

σχέση γράφεται, \boxed{x + \frac{1}{z} = y + \frac{1}{x} = z + \frac{1}{y}} και επειδή x,y,z>0, εύκολα προκύπτει ότι \boxed{x=y=z=1}

Δηλαδή οι AD, BE, CF είναι διάμεσοι του τριγώνου.
Γιώργο η συναγωγή της ισότητας των x, y z από την xyz=1 και την προτελευταία σχέση έχει απο μόνη της ενδιαφέρον σαν αυττελής άσκηση Άλγεβρας.


Αν κανείς δεν ελπίζει, δεν θα βρεί το ανέλπιστο, οι δρόμοι για το ανεξερεύνητο θα είναι κλειστοί.
Ηράκλειτος
Άβαταρ μέλους
george visvikis
Επιμελητής
Δημοσιεύσεις: 13278
Εγγραφή: Παρ Νοέμ 01, 2013 9:35 am

Re: Χαρακτηρισμοί βαρυκέντρου

#11

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από george visvikis » Δευ Νοέμ 08, 2021 11:09 am

nsmavrogiannis έγραψε:
Δευ Νοέμ 08, 2021 1:00 am
george visvikis έγραψε:
Παρ Νοέμ 05, 2021 10:31 am
Διαφορετικά. Έστω \displaystyle \frac{{AF}}{{FB}} = x,\frac{{BD}}{{DC}} = y,\frac{{CE}}{{EA}} = z. Τότε από Ceva είναι \boxed{xyz =1} Αλλά από Van Aubel, η δοσμένη

σχέση γράφεται, \boxed{x + \frac{1}{z} = y + \frac{1}{x} = z + \frac{1}{y}} και επειδή x,y,z>0, εύκολα προκύπτει ότι \boxed{x=y=z=1}

Δηλαδή οι AD, BE, CF είναι διάμεσοι του τριγώνου.
Γιώργο η συναγωγή της ισότητας των x, y z από την xyz=1 και την προτελευταία σχέση έχει απο μόνη της ενδιαφέρον σαν αυττελής άσκηση Άλγεβρας.
Ας δώσω και την απόδειξη.

\displaystyle \left\{ \begin{array}{l} 
x + \dfrac{1}{z} = y + \dfrac{1}{x}\\ 
\\ 
\dfrac{1}{z} = xy 
\end{array} \right. \Rightarrow x + xy = \dfrac{{xy + 1}}{x} \Leftrightarrow {x^2} + {x^2}y = xy + 1 \Leftrightarrow (x - 1)(x + xy + 1) = 0\mathop  \Leftrightarrow \limits^{x,y > 0} \boxed{x=1}

Τώρα όμως \displaystyle \frac{1}{z} = y οπότε από \displaystyle x + \frac{1}{z} = z + \frac{1}{y} \Rightarrow 1 + y = \frac{2}{y} \Leftrightarrow {y^2} + y - 2 = 0\mathop  \Leftrightarrow \limits^{y > 0} \boxed{y=1} άρα και \boxed{z=1}


Άβαταρ μέλους
nsmavrogiannis
Επιμελητής
Δημοσιεύσεις: 4455
Εγγραφή: Σάβ Δεκ 20, 2008 7:13 pm
Τοποθεσία: Αθήνα
Επικοινωνία:

Re: Χαρακτηρισμοί βαρυκέντρου

#12

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από nsmavrogiannis » Παρ Νοέμ 12, 2021 9:54 pm

Γεια σας. Να αποδειχθεί ότι
10) Το K είναι βρύκεντρο του ABC αν και μόνο αν για κάθε ευθεία \varepsilon που αφήνει τα A, B, C προς το ίδιο μέρος του επιπέδου η μέση τιμή των αποστάσεων τωνA, B, C από την \varepsilon είναι ίση με την απόσταση του K από την \varepsilon.


Αν κανείς δεν ελπίζει, δεν θα βρεί το ανέλπιστο, οι δρόμοι για το ανεξερεύνητο θα είναι κλειστοί.
Ηράκλειτος
Άβαταρ μέλους
nsmavrogiannis
Επιμελητής
Δημοσιεύσεις: 4455
Εγγραφή: Σάβ Δεκ 20, 2008 7:13 pm
Τοποθεσία: Αθήνα
Επικοινωνία:

Re: Χαρακτηρισμοί βαρυκέντρου

#13

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από nsmavrogiannis » Τετ Δεκ 08, 2021 8:08 pm

nsmavrogiannis έγραψε:
Παρ Νοέμ 12, 2021 9:54 pm
Γεια σας. Να αποδειχθεί ότι
10) Το K είναι βρύκεντρο του ABC αν και μόνο αν για κάθε ευθεία \varepsilon που αφήνει τα A, B, C προς το ίδιο μέρος του επιπέδου η μέση τιμή των αποστάσεων τωνA, B, C από την \varepsilon είναι ίση με την απόσταση του K από την \varepsilon.
Μιας και παρέπεσε γράφω μια απάντηση που στηρίζεται στον χαρακτηρισμό 4) του #1.

Ας ονομάσουμε \left( x_{i},y_{i}\right) , i=1, 2, 3 τις κορυφές του τριγώνου.
ΕΥΘΥ Έστω px+qy+r=0 τυχούσα ευθεία που έχει τις πλευρές του τριγώνου προς το αυτό μέρος της. Τότε και το βαρύκεντρο βρίσκεται προς τι ίδιο μέρος της ευθείας. Μπορούμε να υποθέσουμε χωρίς να βλάπτεται η γενικότητα ότι
-p^{2}+q^{2}=1 διαφορετικά διαιρούμε την εξίσωση της ευθείας μς p^{2}+q^{2}. και ότι
-το μέρος προς το οποίο βρίσκονται κορυφές-βαρύκεντρο είναι το θετικό μέρος, αλλιώς αλλάζουμε το πρόσημο των συντελεστών της.
Το αποδεικτέο γράφεται [/list]
\frac{\dsum\limits_{i}\left( px_{i}+qy_{i}+r\right) }{3}=p\frac{\dsum\limits_{i}x_{i}}{3}+q\frac{\dsum\limits_{i}y_{i}}{3}+r
και προφανώς ισχύει.
ΑΝΤΙΣΤΡΟΦΟ Έστω Κ\left( x_{0},y_{0}\right) που έχει την δοθείσα ιδιότητα. Έστω px+qy+r=0, p^{2}+q^{2}=1 οποιαδήποτε ευθεία που αφήνει τις κορυφές του τριγώνου προς το ίδιο μέρος της, Μπορούμε να κάνουμε για την ευθεία τις ίδιες παραδοχές που κάναμε στο ΕΥΘΥ οπότε η υπόθεση μας δίνει:
p\frac{\dsum\limits_{i}x_{i}}{3}+q\frac{\dsum\limits_{i}y_{i}}{3}+r=px_{0}+qy_{0}+r
που γίνεται:
p\underset{L}{\underbrace{\frac{\dsum\limits_{i}x_{i}}{3}}}+q\underset{S}{\underbrace{\frac{\dsum\limits_{i}y_{i}}{3}}}=px_{0}+qy_{0}
ή και
\left( x_{0}-L\right) p+\left( y_{0}-S\right) q=0\,\,\,\,(\star) .
Υπάρχουν προφανώς άπειρα ζεύγη (p,q) με p^{2}+q^{2}=1 που ικανοποιούν την \star . Αν υποτεθεί ότι x_{0}-L\neq 0 τότε p=-\frac{y_{0}-S}{x_{0}-L}q και \left( \frac{y_{0}-S}{x_{0}-L}\right) ^{2}q^{2}+q^{2}=1 που μας οδηγεί στο άτοπο συμπέρασμα ότι το q μπορεί να πάρει το πολύ δύο τιμές. Άρα x_{0}=L. Όμοια y_{0}=S και επομέως το K είναι κέντρο βάρους.


Αν κανείς δεν ελπίζει, δεν θα βρεί το ανέλπιστο, οι δρόμοι για το ανεξερεύνητο θα είναι κλειστοί.
Ηράκλειτος
Άβαταρ μέλους
Γιώργος Μήτσιος
Δημοσιεύσεις: 1789
Εγγραφή: Κυρ Ιούλ 01, 2012 10:14 am
Τοποθεσία: Aρτα

Re: Χαρακτηρισμοί βαρυκέντρου

#14

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από Γιώργος Μήτσιος » Παρ Μαρ 11, 2022 8:31 pm

Καλό βράδυ σε όλους. Μια ακόμη συνθήκη για βαρύκεντρο που έρχεται από τα παλιά.
11-3 χαρακτηρισμοί βαρύκεντρου.png
11-3 χαρακτηρισμοί βαρύκεντρου.png (96.71 KiB) Προβλήθηκε 655 φορές
Το G είναι η τομή της διαμέσου AM του τριγώνου ABC με την ZH , όπου Z \in AB και H \in AC. Τότε:

To G είναι το βαρύκεντρο του \triangle ABC αν και μόνον αν ισχύει \dfrac{BZ}{ZA}+\dfrac{CH}{HA}=1

Θα επανέλθω αν δεν καλυφθεί η απόδειξη. Φιλικά, Γιώργος.


STOPJOHN
Δημοσιεύσεις: 2476
Εγγραφή: Τετ Οκτ 05, 2011 7:08 pm
Τοποθεσία: Δροσιά, Αττικής

Re: Χαρακτηρισμοί βαρυκέντρου

#15

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από STOPJOHN » Παρ Μαρ 11, 2022 10:18 pm

Γιώργος Μήτσιος έγραψε:
Παρ Μαρ 11, 2022 8:31 pm
Καλό βράδυ σε όλους. Μια ακόμη συνθήκη για βαρύκεντρο που έρχεται από τα παλιά.
11-3 χαρακτηρισμοί βαρύκεντρου.png
Το G είναι η τομή της διαμέσου AM του τριγώνου ABC με την ZH , όπου Z \in AB και H \in AC. Τότε:

To G είναι το βαρύκεντρο του \triangle ABC αν και μόνον αν ισχύει \dfrac{BZ}{ZA}+\dfrac{CH}{HA}=1

Θα επανέλθω αν δεν καλυφθεί η απόδειξη. Φιλικά, Γιώργος.
Ευθύ
Ισχύει ότι το σημείο G είναι το βαρύκεντρο του τριγώνου ABC,AG=2GM

Στο τρίγωνο AMB με τέμνουσα

TZG απο Θ. Μενελάου

\dfrac{AZ}{ZB}.\dfrac{TB}{TM}.\dfrac{GM}{GA}=1,(1), Ομοίως στο τρίγωνο AMC με

τέμνουσα TGH,\dfrac{AG}{GM}.\dfrac{TM}{TC}.\dfrac{HC}{HA}=1,(2),


(1)\Leftrightarrow \dfrac{ZB}{AZ}=\dfrac{TB}{2TB+a},(3),

      (2)\Leftrightarrow \dfrac{CH}{AH}=\dfrac{TB+a} {2TB+a}(4)

   , (3)+(4)\Rightarrow \dfrac{ZB}{ZA}+\dfrac{CH}{AH}=1


Αντίστροφο

Ισχύει

\dfrac{BZ}{ZA}+\dfrac{CH}{HA}=1, \dfrac{BZ}{AZ}=\dfrac{GM}{GA}.\dfrac{2TB}{2TB+a},(5), 

       \dfrac{HC}{AH}=\dfrac{2GM}{AG}.\dfrac{TB+a}{2TB+a},(6), (5)+(6)\Rightarrow \dfrac{AG}{GM}=2
Συνημμένα
Χαρακτηρισμοί βαρύκεντρου  11..png
Χαρακτηρισμοί βαρύκεντρου 11..png (103.23 KiB) Προβλήθηκε 620 φορές


α. Η δυσκολία με κάνει δυνατότερο.
β. Όταν πέφτεις να έχεις τη δύναμη να σηκώνεσαι.
Μιχάλης Τσουρακάκης
Δημοσιεύσεις: 2770
Εγγραφή: Παρ Ιαν 11, 2013 4:17 am
Τοποθεσία: Ηράκλειο Κρήτης

Re: Χαρακτηρισμοί βαρυκέντρου

#16

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από Μιχάλης Τσουρακάκης » Παρ Μαρ 11, 2022 11:07 pm

Γιώργος Μήτσιος έγραψε:
Παρ Μαρ 11, 2022 8:31 pm
Καλό βράδυ σε όλους. Μια ακόμη συνθήκη για βαρύκεντρο που έρχεται από τα παλιά.
11-3 χαρακτηρισμοί βαρύκεντρου.png
Το G είναι η τομή της διαμέσου AM του τριγώνου ABC με την ZH , όπου Z \in AB και H \in AC. Τότε:

To G είναι το βαρύκεντρο του \triangle ABC αν και μόνον αν ισχύει \dfrac{BZ}{ZA}+\dfrac{CH}{HA}=1

Θα επανέλθω αν δεν καλυφθεί η απόδειξη. Φιλικά, Γιώργος.
Με DB,CE//AM\Rightarrow  \dfrac{BZ}{ZA} + \dfrac{CH}{HA} = \dfrac{DB}{AG} + \dfrac{CE}{AG}= \dfrac{2GM}{AG} =1

(αφού GM διάμεσος στο τραπέζιο BDEC)

Άρα,G κ.βάρους του τριγώνου ABC.Με όμοιο τρόπο το αντίστροφο
κέντρο βάρους.png
κέντρο βάρους.png (13.87 KiB) Προβλήθηκε 606 φορές


Απάντηση

Επιστροφή σε “Γεωμετρία”

Μέλη σε σύνδεση

Μέλη σε αυτήν τη Δ. Συζήτηση: Δεν υπάρχουν εγγεγραμμένα μέλη και 4 επισκέπτες