20.设O是A,B的连线以外的一点,证明A,B,C三点共线的充分必要条件是overrightarrow(OC)=lambda overrightarrow(OA)+mu overrightarrow(OB),其中λ+μ=1.
题目解答
答案
必要性:
若A、B、C共线,则$\overrightarrow{AC} = k\overrightarrow{AB}$($k$为常数)。
由$\overrightarrow{AC} = \overrightarrow{OC} - \overrightarrow{OA}$和$\overrightarrow{AB} = \overrightarrow{OB} - \overrightarrow{OA}$,得
$\overrightarrow{OC} = (1 - k)\overrightarrow{OA} + k\overrightarrow{OB}$
令$\lambda = 1 - k$,$\mu = k$,则$\lambda + \mu = 1$,且
$\overrightarrow{OC} = \lambda\overrightarrow{OA} + \mu\overrightarrow{OB}$
充分性:
若$\overrightarrow{OC} = \lambda\overrightarrow{OA} + \mu\overrightarrow{OB}$($\lambda + \mu = 1$),则
$\overrightarrow{OC} = \lambda\overrightarrow{OA} + (1 - \lambda)\overrightarrow{OB}$
整理得
$\overrightarrow{BC} = \lambda\overrightarrow{BA}$
即$\overrightarrow{BC}$与$\overrightarrow{BA}$平行,故A、B、C共线。
结论:
A、B、C三点共线的充分必要条件是$\overrightarrow{OC} = \lambda\overrightarrow{OA} + \mu\overrightarrow{OB}$,其中$\lambda + \mu = 1$。
$\boxed{\text{A、B、C共线} \iff \overrightarrow{OC} = \lambda\overrightarrow{OA} + \mu\overrightarrow{OB} \text{(}\lambda + \mu = 1\text{)}}$