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一道空间向量的题,给定三角形ABC,对空间中的一点P,建立如下变换f:AP的中点为Q,BQ的中点为R,CR的中点为P',

来源:学生作业帮 编辑:搜搜考试网作业帮 分类:数学作业 时间:2024/06/09 16:08:27
一道空间向量的题,
给定三角形ABC,对空间中的一点P,建立如下变换f:AP的中点为Q,BQ的中点为R,CR的中点为P',f(P)=P',则对于变换f,是否存在不动点(即P与P'重合的点)?
1楼第一问我就找不到。
一道空间向量的题,给定三角形ABC,对空间中的一点P,建立如下变换f:AP的中点为Q,BQ的中点为R,CR的中点为P',
对任意给定三角形ABC,存在这种变换f,使得P与P'点重合.
当P与P'点重合时,P点一定在三角形ABC确定的平面内,这一点如下证明,直线AP与直线BQ这两条相交的直线(交点Q)确定一个平面S,同理BQ与RS确定一个平面S1,由于P与P'点重合,故P既在S上又在S1上,直线BQ与该直线外一点P仅能确定一个平面,故平面S与S1重合,此时S即是三角形ABC确定的平面.
设ABC的坐标分别为A(a1,a2),B(b1,b2),C(c1,c2),P,Q,R的坐标分别为P(x1,x2),Q(y1,y2),R(z1,z2),由于AP的中点为Q,BQ的中点为R,CR的中点为P,则坐标有如下关系:
z1+c1=2x1
z2+c2=2x2
x1+a1=2y1
x2+a2=2y2
y1+b1=2z1
y2+b2=2z2
这是一个由6个未知数x1,x2,y1,y2,z1,z2,6个方程构成的线性方程组,存在不存在变换f,使得P与P'点重合,取决于上述方程是否有解,该方程组的系数矩阵是严格对角占优的(每一行对角线元素的绝对值大于同行所有非对角线元素绝对值之和),故是非奇异的,于是该方程组有唯一解,从而可知这种变换f是存在的,P点的位置由上述方程确定,并且是唯一的.