更新时间:2024-06-07 16:51
设坐标轴上一有向线段的起点和终点的坐标分别为x1和x2,分点M分此有向线段的比为λ,那么,分点M的坐标x=(x1+λx2)/(1+λ)。
设坐标轴上有向线段 的起点A和终点B的坐标分别为 和 分点M分 的比为 ,那么,分点M的坐标
证明: 分点M的坐标为x,那么由定理1 知
由此得
设坐标轴上线段AB的端点A和B的坐标分别为x1和x2 ,那么线段AB的中点的坐标
【例1】 已知有两点P1(3,-2),P2(-9,4),线段P1P2与x轴的交点P分有向线段P1P2所成比为 ,则有 是多少?并求P点横坐标。
解:设 ,则有 得
评注:先由起点、分点、终点的纵坐标求出 ,进一步再得到分点的横坐标。
【例2】 已知平行四边形ABCD的三个顶点A(-1,-2),B(3,4),C(0,3),则顶点D的坐标为多少?
解:设平行四边形ABCD的对角线AC,BD的交点为E(x,y),即E为AC的中点,所以
即E点的坐标为 。
又因为E为BD的中点,所以解得 。
评注: 利用平行四边形性质。
【例3】 在平面上有五个整点(坐标为整数的点),证明其中至少有两个点的连线的中点也是整点。
证明: 设A,B,C,D,E是五个整点,则每个点的坐标的奇偶不外四种可能,就是(偶,偶)、(奇,奇)、(奇,偶)和(偶,奇)。我们取四个点A、B、C、D,它们的坐标的“最坏”情形是(偶,偶)、(奇,奇)、(奇,偶)、(偶,奇)。因为这时四个点中任意两个点的连线的中点都不是整点,第五个点E的坐标只能是上面说的四种情形之一,但不论是哪种情形,容易验证E与A、B、C、D中的某一点的连线的中点必是整点。
【例4】 在点 和 处各放置质量为m1和m2的质点,求证:这两个质点组成的质点系的重心的坐标为
在n个点 处各放置质量为 的质点,求证:这n个质点组成的质点系的重心的坐标为
证明:两个质点组成的质点系的重心G在线段P1P2上,并且满足条件
即
所以
所以重心G的坐标
一般情形请读者用数学归纳法证明。
【例5】已知n个点 ,在有向线段 上取一点G2,使G2分 的比为1:1;在有向线段 上取一点G3,使G3分 的比为1:2;在有向线段 上取一点G4,使G4分 的比为1:3;......;在有向线段 上取一点Gn,使Gn分 的比为1:n-1,求证:最后的分点Gn的坐标为
点Gn叫作已知的n个点P1,P2,…,Pn的(几何)重心(图1)。
特别地,以 为顶点的三角形的(几何)重心的坐标为
证明: 设例4中的n个质点的质量都相等,这时n个质点的力学重心即是n个点P1,P2,…,Pn的几何重心Gn,所以Gn的坐标为
不利用例4也可独立证明。