cho tam giác abc, trung tuyến am . gọi g là trọng tâm tam giác đó , i là trung điểm của đoạn ga. vẽ đường thẳng d không cắt cạnh nào của tam giác đó. gọi a’,b’,c’,g’,m’,i’ lần lượt là chân đường vuông góc hạ từ a ; b,c,g,m,i tới d . cm aa’+bb’+cc’=3gg’
Xét tứ giác $BB’C’C$ có:
$BB’\perp d \, (gt)$
$CC’\perp d\, (gt)$
$\Rightarrow BB’C’C$ là hình thang vuông tại $B’$ và $C’$
Ta lại có: $MM’//BB’//CC’ \, (\perp d)$
$BM = MC\, (gt)$
$\Rightarrow MM’$ là đường trung bình của hình thang $BB’C’C$
$\Rightarrow 2MM’ = BB’ + CC’$
Ta có: $G$ là trọng tâm, $AM$ là trung tuyến
$\Rightarrow AG = 2GM$
Lại có: $AI = IG$
$\Rightarrow AI = IG = GM$
Chứng minh các đường trung bình trong hình thang tương tự như trên, ta được:
$2II’ = AA’ + GG’ \Rightarrow AA’ = 2II’ – GG’$
$2GG’ = II’ + MM’ \Rightarrow II’ = 2GG’ – MM’$
Do đó ta được:
$AA’ + BB’ + CC’$
$= 2II’ – GG’ + 2MM’$
$= 2(2GG’ – MM’) – GG’+ 2MM’$
$= 3GG’$ (đpcm)