Mediansetningen med vektorer

Trekant der medianene skjærer hverandre i punktet P

Mediansetningen viser at dersom du trekker linjene fra hjørnene i en trekant til midtpunktet på deres motstående side, vil de tre linjene skjære hverandre i forholdet 2 : 1. Det vil si én del av tre opp fra den motstående siden.

Eksempel 1

Punktene A = (−2,−4) og B = (3,−5) og C = (1, 6) danner en trekant. Finn punktet P der medianene skjærer hverandre.

Dette kan du gjøre på to måter: Ved å bruke det du vet om medianen eller å gjennomføre hele regningen. Uansett trenger du å finne punktene K, L og M og vektorene

AB→ = [5,−1] ,AC→ = [3, 10] ,BC→ = [−2, 11] .

AB→ = [5,−1] ,AC→ = [3, 10] ,BC→ = [−2, 11] .

Du kan da finne

OK→ = OA→ + 1 2AC→ = [−2,−4] + 1 2 [3, 10] = [−1 2, 1] ⇓ K = (−1 2, 1) OL→ = OB→ + 1 2BC→ = [3,−5] + 1 2 [−2, 11] = [2, 1 2] ⇓ L = (2, 1 2) OM→ = OA→ + 1 2AB→ = [−2,−4] + 1 2 [5,−1] = [1 2, − 9 2 ] ⇓ M = (1 2,−9 2)

Du finner nå

AL→ = [4, 9 2] , CM→ = [ − 1 2 , − 21 2 ] , BK→ = [ − 7 2 , 6] .

AL→ = [4, 9 2] ,CM→ = [ − 1 2 , − 21 2 ] ,BK→ = [ − 7 2 , 6] .

Du må nå uttrykke skjæringspunktet P på to måter, dette gjør du ved å uttrykke P ved ulike vektorer. Dette trenger du for å løse likningssettet og finne koordinatene til P.

P = (x,y) = OC→ + tCM→ = [1, 6] + t [ − 1 2 , − 21 2 ] P = (x,y) = OB→ + sBK→ = [3,−5] + s [ − 7 2 , 6]

P = (x,y) = OC→ + tCM→ = [1, 6] + t [ − 1 2 , − 21 2 ] P = (x,y) = OB→ + sBK→ = [3,−5] + s [ − 7 2 , 6]

Løs likningssettet:

1 − t 2 = 3 −7 2s − t 2 = 2 −7 2s t = −4 + 7s 6 −21 2 t = −5 + 6s 12 − 21t = −10 + 12s ⇓ 12 − 21(−4 + 7s) = −10 + 12s 12 + 84 − 147s = −10 + 12s 106 = 159s s = 106 159 = 2 3 t = −4 + 7s ⇓ t = −4 + 72 3 t = −12 3 + 14 3 t = 2 3

1 − t 2 = 3 −7 2s 6 −21 2 t = −5 + 6s − t 2 = 2 −7 2s 12 − 21t = −10 + 12s t = −4 + 7s 12 − 21(−4 + 7s) = −10 + 12s 12 + 84 − 147s = −10 + 12s 106 = 159s s = 106 159 = 2 3 t = −4 + 72 3 t = −12 3 + 14 3 t = 2 3

At t = s = 2 3 bekrefter bare det vi vet, nemlig at medianene skjærer hverandre 2 3 av veien fra hjørne til midtpunkt. Sett nå verdien for t eller s tilbake i sitt uttrykk for P:

P = (x,y) = [1, 6] −2 3 [2, 21] = [1, 6] −[4 3, 14] = [ − 1 3 ,−8] .