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四点A、B、C、D共面当且仅当存在不全为零的实数a、b、c、d满足a+b+c+d=0使得a*OA+b*OB+c*OC+d

来源:学生作业帮 编辑:大师作文网作业帮 分类:数学作业 时间:2024/11/18 03:59:43
四点A、B、C、D共面当且仅当存在不全为零的实数a、b、c、d满足a+b+c+d=0使得a*OA+b*OB+c*OC+d*OD=0(OA,OB,OC,OD为向量)
希望给出严谨、规范的数学证明,
四点A、B、C、D共面当且仅当存在不全为零的实数a、b、c、d满足a+b+c+d=0使得a*OA+b*OB+c*OC+d
只要证明AB向量可以被BC、BD向量线性表示就行了
证明:充分性:
ABCD四点共面,
若ABC三点共线,则存在a*OA+b*OB+c*OC=0(abc不全为零),则存在不全为零的实数a、b、c、d满足a+b+c+d=0使a*OA+b*OB+c*OC+d*OD=0
若ABC三点不共线,则AD向量可由AB、AC向量表示,即b*AB+c*AC+d*AD=0(bcd不全为零),展开为
(-b-c-d)*OA+b*OB+c*OC+d*OD=0,即a=-b-c-d,abcd不全为零
必要性:
(不妨设a不等于0)
a=-b-c-d
(-b-c-d)*OA+b*OB+c*OC+d*OD=b*AB+c*AC+d*AD=0
三条线共面,所以四点共面