-Hình vẽ:
a) -Xét △ABC có:
AM là trung tuyến (gt).
BN là trung tuyến (gt).
G là giao của AM và BN (gt)
=>G là trọng tâm của △ABC.
=>\(BG=\dfrac{2}{3}BN\)(1) (t/c trọng tâm).
\(CG=\dfrac{2}{3}CP\) (2) (t/c trọng tâm).
\(AG=\dfrac{2}{3}AM=2GM\) (t/c trọng tâm).
Mà \(GQ=2GM\) (M là trung điểm GQ).
=>\(GQ=AG=\dfrac{2}{3}AM\) (3).
-Từ (1),(2),(3) suy ra: Độ dài các đường trung tuyến của △BGQ bằng \(\dfrac{1}{2}\) độ dài các cạnh tương ứng của △ABC.
b) -Xét △BMQ và △CMG ta có:
\(BM=CM\) (M là trung điểm của BC).
\(\widehat{BMQ}=\widehat{CMG}\) (đối đỉnh).
\(MQ=MG\) (M là trung điểm GQ)
=>△BMQ = △CMG (c-g-c).
=>\(BQ=CG\) (2 cạnh tương ứng).
-Ta có: \(BC< BG+CG\) (bất đẳng thức trong △BGC).
=>\(BC< BG+BQ\) (\(BQ=CG\))
=>\(\dfrac{1}{2}BC< \dfrac{1}{2}\left(BG+BQ\right)\)
Mà \(BM=\dfrac{1}{2}BC\) (M là trung điểm BC).
=>\(BM< \dfrac{1}{2}\left(BG+BQ\right)\).
c) -Ta có: \(BG=2GN\) (G là trọng tâm của △ABC).
Mà \(BG=2IG\) (I là trung điểm của BG).
=>\(GN=IG\).
-Xét △IQG và △NAG có:
\(IG=NG\) (cmt).
\(\widehat{IGQ}=\widehat{NQA}\) (đối đỉnh).
\(QG=AG\) (cmt).
=>△IQG = △NAG (c-g-c).
=>\(IQ=AN\) (2 cạnh tương ứng) mà \(AN=\dfrac{1}{2}AC\) (N là trung điểm AC).
=>\(IQ=\dfrac{1}{2}AC\) (4).
-Ta có: \(CG=2GP\) (G là trọng tâm của △ABC).
Mà \(BQ=2BK\) (K là trung điểm BQ) và \(BQ=CG\) (cmt).
=>\(GP=BK\).
-Ta có: \(\widehat{BQM}=\widehat{CGM}\)(△BMQ = △CMG).
Mà 2 góc này ở vị trí so le trong.
=>BQ//CG.
-Xét △GBK và △BGP có:
\(BK=GP\left(cmt\right)\)
\(\widehat{KBG}=\widehat{PGB}\) (BK//PQ và so le trong).
\(BG\) là cạnh chung.
=>△GBK = △BGP (c-g-c).
=>\(GK=BP\) (2 cạnh tương ứng) mà \(BP=\dfrac{1}{2}AB\) (P là trung điểm AB).
=>\(GK=\dfrac{1}{2}AB\) (2).
-Từ (1) và (2) và \(BM=\dfrac{1}{2}BC\) (M là trung điểm BC) suy ra:
Độ dài các đường trung tuyến của △BGP bằng \(\dfrac{1}{2}\) độ dài các cạnh tương ứng của △ABC.
