Chứng minh vtGG'=1/3vt(AA'+BB'+CC')

Lời giải:

Ta nhớ tới công thức: Với $G$ là trọng tâm của tam giác $ABC$ thì \(\overrightarrow{GA}+\overrightarrow{GB}+\overrightarrow{GC}=0\)

Chứng minh:

Kéo dài $GA$ cắt $BC$ tại $I$ thì $I$ là trung điểm của $BC$. Khi đó: \(\overrightarrow{IB}+\overrightarrow{IC}=0\)

$G$ là trọng tâm nên theo tính chất trọng tâm: \(GA=2GI\rightarrow \overrightarrow{GA}=-2\overrightarrow{GI}\)

Khi đó:

\(\overrightarrow{GA}+\overrightarrow{GB}+\overrightarrow{GC}=\overrightarrow {GA}+\overrightarrow{GI}+\overrightarrow {IB}+\overrightarrow{GI}+\overrightarrow{IC}\)

\(=\overrightarrow{GA}+2\overrightarrow{GI}+(\overrightarrow{IB}+\overrightarrow{IC})=\overrightarrow{GA}+2\overrightarrow{GI}\)

\(=-2\overrightarrow{GI}+2\overrightarrow{GI}=0\) (đpcm)

Hoàn toàn tương tự: \(\overrightarrow{G'A'}+\overrightarrow{G'B'}+\overrightarrow{G'C'}=0\)

Quay về bài toán và áp dụng công thức trên:

\(\overrightarrow{AA'}+\overrightarrow{BB'}+\overrightarrow{CC'}=\overrightarrow{AG}+\overrightarrow{GA'}+\overrightarrow{BG}+\overrightarrow{GB'}+\overrightarrow{CG}+\overrightarrow{GC'}\)

\(=-(\overrightarrow{GA}+\overrightarrow{GB}+\overrightarrow{GC})+(\overrightarrow{GA'}+\overrightarrow{GB'}+\overrightarrow{GC'})\)

\(=\overrightarrow{GA'}+\overrightarrow{GB'}+\overrightarrow{GC'}\)

\(=\overrightarrow {GG'}+\overrightarrow{G'A'}+\overrightarrow{GG'}+\overrightarrow{G'B'}+\overrightarrow{GG'}+\overrightarrow{G'C'}\)

\(=3\overrightarrow{GG'}+(\overrightarrow{G'A'}+\overrightarrow{G'B'}+\overrightarrow{G'C'})\)

\(=3\overrightarrow {GG'}\)

\(\Rightarrow \overrightarrow{GG'}=\frac{1}{3}(\overrightarrow{AA'}+\overrightarrow{BB'}+\overrightarrow{CC'})\) (đpcm)