已知三棱锥P-ABC中,G1、G2、G3分别是侧面△PAB,△PAC,△PBC的重心. (1)求证:平面G1G2G3∥平面ABC; (2)求△G1G2G3的面积与△ABC的面积之比.

问题描述:

已知三棱锥P-ABC中,G1、G2、G3分别是侧面△PAB,△PAC,△PBC的重心.
(1)求证:平面G1G2G3∥平面ABC;
(2)求△G1G2G3的面积与△ABC的面积之比.

(1)证明:因为G1、G2分别是侧面△PAB,△PAC的重心,
所以可以连接BG1并延长交PA于点D,连接CG2
并延长也交PA于点D,则BD、CD分别为△PAB,△PAC的中线,
根据△重心的性质,得DG1=

1
2
BG1,DG2=
1
2
CG2
所以G1G2∥BC,(平行线分线段成比例)
同理可证,G2G3∥AB,
所以平面G1G2G3∥平面ABC.
(2)因为DG1=
1
2
BG1、DG2=
1
2
CG2

所以DG1=
1
3
BD,DG2=
1
3
CD,
又G1G2∥BC,∴△DG1G2∽△DBC,
所以G1G2=
1
3
BC,
同理可证,G2G3=
1
3
AB,G1G3=
1
3
AC,
所以△G1G2G3与△ABC的边长之比为
1
3

故△G1G2G3的面积与△ABC的面积之比
1
9