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问题: 在△ABC内,有一点P,使 丨向量PA丨^2+丨向量PB丨^2+丨向量PC丨^2最小 则P点是△AB

要过程~! 越简单越好~!

解答:

几何方法较繁,重新用解析法(即代数法)来做,好像略微简单一点.

设:A=(Xa,Ya),B=(Xb,Yb),C=(Xc,Yc),P=(x,y),

因为:丨向量PA丨^2=(PA)^2=(x-Xa)^2+(y-Ya)^2,...

所以:目标函数为
u=[(x-Xa)^2+(y-Ya)^2]+[(x-Xb)^2+(y-Yb)^2]
+[(x-Xc)^2+(y-Yc)^2]
=3x^2-2(Xa+Xb+Xc)x+3y^2-2(Ya+Yb+Yc)
+Xa^2+Xb^2+Xc^2+Ya^2+Yb^2+Yc^2

配方得
u=3[x-(Xa+Xb+Xc)/3]^2+3[y-(Ya+Yb+Yc)/3]^2
+[Xa^2+Xb^2+Xc^2+Ya^2+Yb^2+Yc^2]
-[(Xa+Xb+Xc)^2+(Ya+Yb+Yc)^2]/3.

所以,当且仅当 x=(Xa+Xb+Xc)/3,y=(Ya+Yb+Yc)/3 时,
u有最小值
  [Xa^2+Xb^2+Xc^2+Ya^2+Yb^2+Yc^2]
   -[(Xa+Xb+Xc)^2+(Ya+Yb+Yc)^2]/3.
P=((Xa+Xb+Xc)/3,(Ya+Yb+Yc)/3)
说明了P点就是△ABC的重心.