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为什么三角形的重心向量加起来总是等于零呢?

三角形的重心向量加起来总是等于零,这是因为重心作为三角形内部一个独特的点,其定义就是三角形三个顶点坐标的算术平均。设三角形的三个顶点分别为A(x1, y1), B(x2, y2), C(x3, y3),那么重心G的坐标可以表示为:

G = ((x1 + x2 + x3)/3, (y1 + y2 + y3)/3)

如果我们考虑将重心向量表示为从原点到重心G的向量,即:

向量G = (Gx, Gy) = ((x1 + x2 + x3)/3, (y1 + y2 + y3)/3)

根据向量加法的规则,如果我们把三个顶点A, B, C到重心G的向量分别记为向量GA, 向量GB, 向量GC,那么有:

向量GA = 向量G – 向量A = (Gx – x1, Gy – y1)

向量GB = 向量G – 向量B = (Gx – x2, Gy – y2)

向量GC = 向量G – 向量C = (Gx – x3, Gy – y3)

将重心G的坐标代入上面的向量表达式中,我们可以得到:

向量GA = ((x1 + x2 + x3)/3 – x1, (y1 + y2 + y3)/3 – y1)

向量GB = ((x1 + x2 + x3)/3 – x2, (y1 + y2 + y3)/3 – y2)

向量GC = ((x1 + x2 + x3)/3 – x3, (y1 + y2 + y3)/3 – y3)

将这三个向量相加,我们得到:

向量GA + 向量GB + 向量GC = (0, 0)

这意味着三角形三个顶点到重心的向量加起来总是等于零向量。这个结果可以从重心的性质直接推导出来,因为重心将每一条中线分成2:1的比例,且重心到顶点的距离是到边的中点的两倍。因此,从向量角度看,三个顶点到重心的向量相互抵消,和为零。