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问题: 一题“坐标法”

已知三角形ABC,点P是平面ABC上的一点,求证:P到三角形ABC三顶点距离平方之和取得最小值时,点P恰好为三角形ABC重心。

解答:

已知△ABC,点P是平面ABC上的一点,求证:P到△ABC三顶点距离平方之和取得最小值时,点P恰好为△ABC重心。

以BC中点E为原点,BC所在直线为x轴建立平面直角坐标系
设坐标:B(-a,0),C(a,0),A(3b,3c),则△ABC重心G坐标为(b,c)

设:P(x,y)

|PA|²+|PB|²+|PC|²
=(x-3b)²+(y-3c)²+(x+a)²+y²+(x-a)²+y²
=3x²+3y²-6bx-6cy+9b²+9c²+2a²
=3(x-b)²+3(y-c)²+(2a²+6b²+6c²)
≥2a²+6b²+6c²
--->x=b,y=c,即P为△ABC重心G时,|PA|²+|PB|²+|PC|²取得最小值