Câu hỏi: Cho năm điểm trong đó không có ba điểm nào thẳng hàng. Gọi là một tam giác có ba đỉnh lấy trong năm điểm đó, hai điểm còn lại xác định một đoạn thẳng . Chứng minh rằng với các cánh chọn khác nhau, đường thẳng đi qua trọng tâm tam giác và trung điểm đoạn thẳng luôn đi qua một điểm cố định.
Lời giải chi tiết
Gọi là ba đỉnh của tam giác và là đoạn thẳng . Gọi là trọng tâm tam giác và là trung điểm của thì với điểm tùy ý, ta có
Bởi vậy nếu chọn là trọng tâm của hệ điểm tức là trọng tâm của hệ năm điểm đã cho thì là điểm cố định và . Vậy các đường thẳng luôn luôn đi qua điểm cố định (và là điểm chia đoạn thẳng theo tỉ số ).
Gọi
Bởi vậy nếu chọn