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第 7 題:
(a)
因為 \(M,B,C\) 三點不共線,
所以 \(MB\)向量不平行\(MC\) 向量
因為 \(H\) 位在 \(MBC\)平面上,
所以,存在實數 \(p,q\) 使得
\(MH\mbox{向量}=p\cdot MB\mbox{向量}+q\cdot MC\mbox{向量}\)
\(\Rightarrow OH\mbox{向量}-OM\mbox{向量}=p\left(OB\mbox{向量}-OM\mbox{向量}\right)+q\left(OC\mbox{向量}-OM\mbox{向量}\right)\)
\(\Rightarrow OH\mbox{向量}=\left(1-p-q\right)OM\mbox{向量}+p\cdot OB\mbox{向量}+q\cdot OC\mbox{向量}\)
令 \(x=1-p-q,y=p,z=q\),
則 \(x+y+z=(1-p-q)+p+q=1.\)
(b)
因為 \(G\) 為 \(\triangle ABC\) 的重心,
所以 \(\displaystyle OG\mbox{向量}=\frac{1}{3} OA\mbox{向量}+\frac{1}{3} OB\mbox{向量}+\frac{1}{3} OC\mbox{向量}\)
因為 \(O,G,H\) 共線,所以令 \(OH\mbox{向量}=t\cdot OG\mbox{向量}\)
則 \(\displaystyle OH\mbox{向量}=t\cdot OG\mbox{向量}=\frac{t}{3} OA\mbox{向量}+\frac{t}{3} OB\mbox{向量}+\frac{t}{3} OC\mbox{向量}\)
\(\displaystyle =\frac{t}{3} (2\cdot OM\mbox{向量})+\frac{t}{3} OB\mbox{向量}+\frac{t}{3} OC\mbox{向量}\)
由 (a),可得 \(\displaystyle \frac{2t}{3}+\frac{t}{3}+\frac{t}{3}=1 \Rightarrow t=\frac{3}{4}\)
故,\(\displaystyle OH\mbox{向量}=\frac{t}{3} OA\mbox{向量}+\frac{t}{3} OB\mbox{向量}+\frac{t}{3} OC\mbox{向量}\)
\(\displaystyle =\frac{1}{4} OA\mbox{向量}+\frac{1}{4} OB\mbox{向量}+\frac{1}{4} OC\mbox{向量}\)