Trang chủ » Kiến Thức » Toán học » Trọng Tâm Tam Giác: Tính Chất 2/3, Cách Vẽ, Tọa Độ, Bài Tập

Trọng Tâm Tam Giác: Tính Chất 2/3, Cách Vẽ, Tọa Độ, Bài Tập

Trọng Tâm Tam Giác: Tính Chất 2/3, Cách Vẽ, Tọa Độ, Bài Tập

Trọng tâm tam giác là giao điểm của ba đường trung tuyến, thường ký hiệu là G. Trọng tâm nằm trên mỗi trung tuyến và cách đỉnh một đoạn bằng 2/3 độ dài trung tuyến đó. Với trung tuyến AM thì AG = 2/3 AM và GM = 1/3 AM, tức AG = 2GM. Trong mặt phẳng tọa độ, tọa độ của G là trung bình cộng tọa độ ba đỉnh: xG = (xA + xB + xC)/3 và yG = (yA + yB + yC)/3.

Tóm tắt nhanh:

  • G luôn nằm bên trong tam giác, kể cả khi tam giác tù.
  • Nối G với ba đỉnh được ba tam giác có diện tích bằng nhau. Mỗi tam giác bằng 1/3 diện tích tam giác ban đầu.
  • G chỉ cách đều ba đỉnh khi tam giác đều. Ở tam giác vuông, G không phải trung điểm cạnh huyền.

Trọng tâm tam giác là gì?

Trước hết cần biết đường trung tuyến. Đường trung tuyến của tam giác là đoạn thẳng nối một đỉnh với trung điểm của cạnh đối diện. Mỗi tam giác có ba đường trung tuyến. Trong tam giác ABC, gọi M, N, P lần lượt là trung điểm của BC, CA, AB. Khi đó AM, BN, CP là ba trung tuyến.

Ba đường trung tuyến của một tam giác luôn cùng đi qua một điểm, tức là đồng quy. Điểm chung đó gọi là trọng tâm của tam giác, ký hiệu G.

Tam giác ABC với ba đường trung tuyến AM, BN, CP, mỗi đường nối một đỉnh với trung điểm cạnh đối diện, cắt nhau tại trọng tâm G
Ba trung tuyến AM (xanh dương), BN (xanh lá), CP (tím) cắt nhau tại trọng tâm G (cam). Các vạch nhỏ đánh dấu M, N, P là trung điểm của BC, CA, AB.

G nằm trên đoạn trung tuyến AM. Đoạn AM nối đỉnh A với một điểm trên cạnh BC nên nằm trọn trong tam giác. Vì vậy trọng tâm luôn nằm bên trong tam giác, dù tam giác nhọn, vuông hay tù.

Tên gọi “trọng tâm” có ý nghĩa vật lý. Cắt một tam giác từ tấm bìa phẳng, dày đều và cùng một chất liệu. Đặt điểm G lên đầu một chiếc bút chì thì tấm bìa có thể nằm thăng bằng.

Tính chất: trọng tâm cách đỉnh 2/3 trung tuyến

Trọng tâm chia mỗi trung tuyến thành hai đoạn theo tỉ lệ 2 : 1. Đoạn dài hơn nằm ở phía đỉnh:

  • AG = 2/3 AM, BG = 2/3 BN, CG = 2/3 CP.
  • GM = 1/3 AM, GN = 1/3 BN, GP = 1/3 CP.
  • AG = 2GM, BG = 2GN, CG = 2GP.
Trung tuyến AM được chia thành ba đoạn bằng nhau; trọng tâm G nằm ở điểm chia thứ hai tính từ A, nên AG gồm 2 phần và GM gồm 1 phần
AG (xanh dương) dài 2 phần, GM (xanh lá) dài 1 phần, nên AG = 2/3 AM và AG = 2GM.

Biết một trong ba đoạn AM, AG, GM thì tính được hai đoạn còn lại:

Đề cho Tính AG Tính GM Tính AM
AM AG = 2/3 AM GM = 1/3 AM đã biết
AG đã biết GM = AG/2 AM = 3/2 AG
GM AG = 2GM đã biết AM = 3GM

Chứng minh tỉ lệ 2 : 1

Cách chứng minh dưới đây chỉ dùng tính chất đường trung bình của tam giác. Cho tam giác ABC có hai trung tuyến BN và CP cắt nhau tại G. Gọi I, K lần lượt là trung điểm của GB và GC.

  1. PN là đường trung bình của tam giác ABC. Do đó PN song song với BC và PN = BC/2.
  2. IK là đường trung bình của tam giác GBC. Do đó IK song song với BC và IK = BC/2.
  3. Suy ra PN song song và bằng IK, nên tứ giác PNKI là hình bình hành. Hai đường chéo PK và NI cắt nhau tại trung điểm mỗi đường. PK nằm trên CP và NI nằm trên BN, nên giao điểm đó chính là G. Vậy GN = GI và GP = GK.
  4. Vì I là trung điểm GB nên GI = IB. Suy ra BG = 2GN, tức BG = 2/3 BN. Tương tự GK = KC nên CG = 2GP, tức CG = 2/3 CP.

Áp dụng cùng lập luận cho cặp trung tuyến AM và BN. Giao điểm của chúng là điểm trên BN cách B một đoạn 2/3 BN, tức trùng với G. Vậy cả ba trung tuyến cùng đi qua G và AG = 2/3 AM.

Tính chất diện tích và vectơ của trọng tâm

Ba phần bằng 1/3, sáu phần bằng 1/6 diện tích

Gọi S là diện tích tam giác ABC. Khi đó:

  • SGBC = SGCA = SGAB = S/3.
  • Ba trung tuyến chia tam giác ABC thành 6 tam giác nhỏ GAP, GPB, GBM, GMC, GCN, GNA. Sáu tam giác này có diện tích bằng nhau, mỗi tam giác bằng S/6.

Lý do như sau. Tam giác GBC và tam giác ABC có chung đáy BC. G nằm trên AM với GM = 1/3 AM. Theo định lí Ta-lét, khoảng cách từ G đến BC bằng 1/3 khoảng cách từ A đến BC. Chung đáy, chiều cao bằng 1/3, nên SGBC = S/3. Hai tam giác GCA và GAB tính tương tự.

Tiếp theo, tam giác GBM và GMC có đáy BM = MC và chung chiều cao kẻ từ G. Vậy mỗi tam giác bằng nửa SGBC, tức S/6. Cách tính S cho từng loại tam giác có ở bài diện tích tam giác.

Ba trung tuyến chia tam giác ABC thành sáu tam giác nhỏ tô sáu màu nhạt quanh trọng tâm G, mỗi tam giác ghi diện tích S/6
Sáu tam giác nhỏ quanh trọng tâm G có diện tích bằng nhau, mỗi tam giác bằng S/6 (S là diện tích tam giác ABC).

Hai đẳng thức vectơ

Phần này thuộc kiến thức lớp 10. Ký hiệu GA→ là vectơ GA, 0→ là vectơ không.

  • GA→ + GB→ + GC→ = 0→. Vì M là trung điểm BC nên GB→ + GC→ = 2GM→. G nằm giữa A và M với AG = 2GM, nên GA→ = −2GM→. Cộng hai kết quả được tổng bằng 0→. Ngược lại, chỉ có đúng một điểm thỏa đẳng thức này, nên điểm nào thỏa nó thì điểm đó là trọng tâm.
  • Với mọi điểm O: OA→ + OB→ + OC→ = 3OG→. Viết OA→ = OG→ + GA→, làm tương tự với B và C. Cộng ba đẳng thức rồi dùng đẳng thức thứ nhất.

Hai đẳng thức này dễ lẫn. Đẳng thức thứ nhất chỉ đúng với chính điểm G. Với điểm O bất kỳ, tổng OA→ + OB→ + OC→ bằng 3OG→, và tổng đó chỉ bằng 0→ khi O trùng G.

Cách vẽ trọng tâm tam giác

Ba trung tuyến luôn đồng quy, nên chỉ cần vẽ hai trung tuyến là có G. Trung tuyến thứ ba dùng để kiểm tra hình vẽ.

Cách 1: dùng thước thẳng và compa

  1. Dựng trung điểm M của BC. Mở compa với bán kính lớn hơn nửa BC. Lần lượt đặt mũi nhọn tại B và tại C, vẽ hai cung tròn cắt nhau tại hai điểm ở hai phía của BC. Đường thẳng nối hai điểm đó là đường trung trực của BC, cắt BC tại trung điểm M.
  2. Nối A với M, được trung tuyến AM.
  3. Làm tương tự với cạnh CA để có trung điểm N, rồi nối B với N.
  4. Giao điểm của AM và BN là trọng tâm G.
  5. Kiểm tra: dựng trung điểm P của AB rồi nối C với P. Nếu vẽ chính xác, CP đi qua G.

Cách 2: dùng thước có vạch chia

Đo cạnh BC, đánh dấu trung điểm M, nối AM rồi đo độ dài AM. Lấy điểm G trên AM sao cho AG = 2/3 AM. Ví dụ đo được AM = 6,3 cm thì AG = 2/3 × 6,3 = 4,2 cm. Cách này nhanh nhưng phụ thuộc độ chính xác của phép đo, nên kẻ thêm một trung tuyến nữa để kiểm tra.

Trọng tâm trong các tam giác đặc biệt

Tính chất AG = 2/3 AM đúng với mọi tam giác. Ở mỗi loại tam giác đặc biệt, độ dài trung tuyến có công thức riêng nên tính G nhanh hơn:

Loại tam giác G nằm ở đâu Công thức nhanh Trùng với tâm nào?
Tam giác nhọn Bên trong, trên cả ba trung tuyến AG = 2/3 AM Không trùng trực tâm, tâm nội tiếp hay tâm ngoại tiếp (trừ tam giác đều)
Tam giác tù Vẫn bên trong; trực tâm và tâm ngoại tiếp mới nằm ngoài AG = 2/3 AM Không trùng
Tam giác vuông tại A Bên trong, trên trung tuyến AM ứng với cạnh huyền; không phải trung điểm M AM = BC/2, AG = BC/3, GM = BC/6 Không trùng; M là tâm ngoại tiếp, A là trực tâm
Tam giác cân tại A (AB = AC = b, BC = a) Trên AM; AM vừa là trung tuyến vừa là đường cao, đường phân giác AM = √(b² − a²/4), AG = 2/3 AM Không trùng (trừ tam giác đều), nhưng cả bốn tâm cùng nằm trên đường thẳng AM
Tam giác vuông cân tại A (AB = AC = c) Trên AM, cách A một đoạn c√2/3 BC = c√2, AG = c√2/3, BN = CP = c√5/2 Không trùng
Tam giác đều cạnh a Cách đều ba đỉnh AG = BG = CG = a√3/3, GM = a√3/6 Trùng trực tâm, tâm nội tiếp và tâm ngoại tiếp

Tam giác vuông: G không phải trung điểm cạnh huyền

Trong tam giác ABC vuông tại A, trung tuyến ứng với cạnh huyền bằng nửa cạnh huyền: AM = BC/2. Điểm M cách đều A, B, C nên M là tâm đường tròn ngoại tiếp. Áp dụng tỉ lệ 2/3 được AG = 2/3 × BC/2 = BC/3 và GM = BC/6. Vậy G nằm trên đoạn AM, cách trung điểm M của cạnh huyền một đoạn BC/6, không trùng M.

Tam giác ABC vuông tại A có ký hiệu góc vuông tại A, trung tuyến AM nối A với trung điểm M của cạnh huyền BC, trọng tâm G nằm trên AM giữa A và M, kèm ghi chú AM = BC/2, AG = BC/3, GM = BC/6
Tam giác vuông tại A: M là trung điểm cạnh huyền BC. G nằm trên trung tuyến AM (xanh dương) với AG = BC/3, không trùng M.

Tam giác vuông cân

Xét tam giác ABC vuông cân tại A, đặt AB = AC = c. Khi đó BC = c√2 và AG = BC/3 = c√2/3. Hai trung tuyến kẻ từ B và C bằng nhau: BN = CP = √(c² + c²/4) = c√5/2. Suy ra BG = CG = 2/3 × c√5/2 = c√5/3. Một số tài liệu ghi BN = AN = CP = AP cho tam giác vuông cân. Đẳng thức đó sai: AN = AP = c/2, còn BN = c√5/2, dài hơn AN.

Tam giác cân và tam giác đều

Ở tam giác cân tại A, trung tuyến AM đồng thời là đường cao và đường phân giác. Vì vậy trọng tâm, trực tâm, tâm nội tiếp và tâm ngoại tiếp cùng nằm trên đường thẳng AM. Nếu tam giác không đều, đó là bốn điểm khác nhau. Tam giác cân có thể có góc ở đỉnh tù; khi đó G vẫn nằm trong tam giác.

Ở tam giác đều cạnh a, mỗi trung tuyến cũng là đường cao, dài a√3/2 (cách tính có ở bài đường cao tam giác đều). Do đó AG = BG = CG = a√3/3 và bốn tâm trùng nhau.

Công thức tọa độ trọng tâm tam giác

Trong mặt phẳng Oxy

Với A(xA; yA), B(xB; yB), C(xC; yC), trọng tâm G có tọa độ:

xG = (xA + xB + xC)/3 ; yG = (yA + yB + yC)/3

Công thức này rút ra từ đẳng thức vectơ ở trên. Chọn O là gốc tọa độ thì OG→ = (OA→ + OB→ + OC→)/3. Tọa độ của vectơ OG→ chính là tọa độ của điểm G.

Ví dụ 1. Cho A(−1; 5), B(6; 2), C(1; −1). Ta có xG = (−1 + 6 + 1)/3 = 6/3 = 2 và yG = (5 + 2 + (−1))/3 = 6/3 = 2. Vậy G(2; 2).

Hệ trục Oxy có lưới ô vuông, tam giác với các đỉnh A(−1; 5), B(6; 2), C(1; −1) và trọng tâm G(2; 2) nằm bên trong
Tam giác ở Ví dụ 1 trên hệ trục Oxy: G(2; 2) là trung bình cộng tọa độ ba đỉnh.

Biết trọng tâm, tìm đỉnh còn lại

Từ công thức trên suy ra xC = 3xG − xA − xB và yC = 3yG − yA − yB. Phải nhân tọa độ của G với 3 trước khi trừ.

Trong không gian Oxyz

Thêm cao độ z theo cùng cách: zG = (zA + zB + zC)/3. Hoành độ và tung độ tính như trong mặt phẳng.

Phân biệt trọng tâm với trực tâm, tâm nội tiếp, tâm ngoại tiếp

Bốn điểm này đều là giao điểm của ba đường trong tam giác nên dễ nhầm. Chúng khác nhau ở loại đường và vị trí khi tam giác tù:

Điểm Giao của ba đường Vị trí khi tam giác tù Tính chất riêng
Trọng tâm G Trung tuyến Luôn ở trong (mọi loại tam giác) AG = 2/3 AM; chia tam giác thành 3 phần diện tích bằng nhau
Trực tâm H Đường cao Ở ngoài (tam giác nhọn: ở trong; tam giác vuông: trùng đỉnh góc vuông) AH vuông góc với BC
Tâm nội tiếp I Phân giác Luôn ở trong Cách đều ba cạnh
Tâm ngoại tiếp O Trung trực Ở ngoài (tam giác nhọn: ở trong; tam giác vuông: trung điểm cạnh huyền) Cách đều ba đỉnh
Tam giác ABC tù tại A: ba trung tuyến cắt nhau tại trọng tâm G bên trong tam giác, ba đường cao kéo dài bằng nét đứt cắt nhau tại trực tâm H bên ngoài, ký hiệu góc vuông đặt tại chân mỗi đường cao
Tam giác tù tại A: các trung tuyến (xanh lá) cắt nhau tại G bên trong tam giác. Các đường cao (tím) kéo dài (nét đứt tím) cắt nhau tại H bên ngoài. Nét đứt xám là phần kéo dài của cạnh CA và BA.

Trừ tam giác đều, ba điểm O, G, H cùng nằm trên một đường thẳng, gọi là đường thẳng Euler, và GH = 2GO. Ở tam giác đều, ba điểm này trùng nhau. Cách xác định điểm H và các tính chất của nó có ở bài trực tâm tam giác.

Bài tập có lời giải

Ví dụ 2. Tam giác ABC có trọng tâm G và trung tuyến AM = 42 cm. Tính AG và GM.

AG = 2/3 × 42 = 28 cm. GM = 42 − 28 = 14 cm. Kiểm lại: GM = 1/3 × 42 = 14 cm và AG = 2GM.

Ví dụ 3. Tam giác ABC có trung tuyến BN và trọng tâm G, biết BG = 22 cm. Tính GN và BN.

GN = BG/2 = 22/2 = 11 cm. BN = BG + GN = 22 + 11 = 33 cm, hay BN = 3/2 × 22 = 33 cm.

Ví dụ 4. Tam giác ABC vuông tại A có AB = 20 cm, AC = 21 cm, trọng tâm G. Tính AG.

BC = √(20² + 21²) = √(400 + 441) = √841 = 29 cm. Trung tuyến ứng với cạnh huyền là AM = BC/2 = 14,5 cm. Do đó AG = 2/3 × 14,5 = 29/3 cm ≈ 9,67 cm. G không trùng trung điểm M vì GM = 14,5 − 29/3 = 29/6 ≈ 4,83 cm.

Ví dụ 5. Tam giác đều ABC cạnh 6 cm. Tính khoảng cách từ trọng tâm G đến mỗi đỉnh và đến cạnh BC.

Trung tuyến AM cũng là đường cao, nên AM = 6√3/2 = 3√3 ≈ 5,20 cm. Suy ra AG = 2/3 × 3√3 = 2√3 cm ≈ 3,46 cm. Vì tam giác đều nên GA = GB = GC = 2√3 cm. AM vuông góc với BC tại M, nên khoảng cách từ G đến BC là GM = 3√3 − 2√3 = √3 cm ≈ 1,73 cm.

Ví dụ 6. Tam giác ABC có diện tích 96 cm², trọng tâm G, M là trung điểm BC. Tính SGBC và SGBM.

SGBC = 96/3 = 32 cm². Tam giác GBM là một trong sáu phần bằng nhau, nên SGBM = 96/6 = 16 cm².

Ví dụ 7. Trong mặt phẳng Oxy, tam giác ABC có A(2; −3), B(−4; 1) và trọng tâm G(1; 2). Tìm tọa độ C.

xC = 3 × 1 − 2 − (−4) = 3 − 2 + 4 = 5. yC = 3 × 2 − (−3) − 1 = 6 + 3 − 1 = 8. Vậy C(5; 8). Kiểm lại: (2 − 4 + 5)/3 = 1 và (−3 + 1 + 8)/3 = 2, đúng tọa độ của G.

Ví dụ 8. Trong không gian Oxyz, cho A(2; 0; 3), B(−1; 7; 1), C(5; 2; 5). Tìm trọng tâm G.

xG = (2 − 1 + 5)/3 = 2, yG = (0 + 7 + 2)/3 = 3, zG = (3 + 1 + 5)/3 = 3. Vậy G(2; 3; 3).

Cách chứng minh một điểm là trọng tâm

  • Chỉ ra điểm đó là giao điểm của hai đường trung tuyến.
  • Chỉ ra điểm đó nằm trên một trung tuyến AM, giữa A và M, và AG = 2/3 AM (hoặc AG = 2GM).
  • Chứng minh GA→ + GB→ + GC→ = 0→.

Ví dụ 9. Gọi M, N, P lần lượt là trung điểm của BC, CA, AB. Chứng minh tam giác MNP và tam giác ABC có cùng trọng tâm.

Gọi G là trọng tâm tam giác ABC. Vì M là trung điểm BC nên GM→ = (GB→ + GC→)/2. Tương tự, GN→ = (GC→ + GA→)/2 và GP→ = (GA→ + GB→)/2. Cộng ba đẳng thức được GM→ + GN→ + GP→ = GA→ + GB→ + GC→ = 0→. Vậy G thỏa đẳng thức trọng tâm đối với ba đỉnh M, N, P, nên G cũng là trọng tâm tam giác MNP.

Lỗi hay gặp khi làm bài về trọng tâm

  • Viết ngược tỉ lệ 2/3: AG ngắn hơn AM, nên đúng là AG = 2/3 AM. Với AM = 42 cm như Ví dụ 2, viết ngược thành AM = 2/3 AG sẽ ra AG = 63 cm, dài hơn cả trung tuyến.
  • Coi G là trung điểm một cạnh: G luôn nằm trong tam giác, không nằm trên cạnh nào. Ở tam giác vuông, trung điểm cạnh huyền là tâm đường tròn ngoại tiếp chứ không phải trọng tâm.
  • Nhầm trọng tâm với trực tâm: trung tuyến đi qua trung điểm cạnh đối diện, còn đường cao vuông góc với cạnh đối diện. Hai điểm chỉ trùng nhau ở tam giác đều. Trực tâm có thể nằm ngoài tam giác, trọng tâm thì không.
  • Coi G là tâm đối xứng: tam giác không có tâm đối xứng. Điểm đối xứng với A qua G nằm trên tia AM, vượt quá M thêm 1/3 AM, tức là ở ngoài tam giác.
  • Quên chia 3 hoặc chia 2 ở công thức tọa độ: ở Ví dụ 1, chỉ cộng mà quên chia sẽ ra (6; 6). Chia 2 là công thức trung điểm của một đoạn thẳng, không phải trọng tâm. Khi tìm đỉnh, phải lấy 3 lần tọa độ G rồi mới trừ hai đỉnh kia.
  • Làm tròn quá sớm: ở Ví dụ 4, AG = 29/3 cm. Nếu ghi gọn 9,7 cm rồi dùng tiếp để tính GM = 14,5 − 9,7 = 4,8 cm, kết quả sẽ lệch so với giá trị đúng 29/6 ≈ 4,83 cm. Nên giữ phân số đến bước cuối, nếu cần thì mới ghi số gần đúng kèm dấu ≈.

Bài tập tự luyện

Bạn tự làm trước, rồi mở đáp án để đối chiếu.

Bài 1. Tam giác ABC có trung tuyến BN = 4,5 cm và trọng tâm G. Tính BG và GN.

Xem đáp án

BG = 2/3 × 4,5 = 3 cm. GN = 1/3 × 4,5 = 1,5 cm.

Bài 2. G là trọng tâm tam giác ABC, M là trung điểm BC và GM = 19 mm. Tính AG và AM.

Xem đáp án

AG = 2GM = 38 mm. AM = 3GM = 57 mm.

Bài 3. Tam giác ABC vuông tại A có AB = 7 cm, AC = 24 cm. Tính trung tuyến AM và khoảng cách AG từ A đến trọng tâm.

Xem đáp án

BC = √(7² + 24²) = √625 = 25 cm. AM = BC/2 = 12,5 cm. AG = BC/3 = 25/3 cm ≈ 8,33 cm.

Bài 4. Trọng tâm của một tam giác đều cách mỗi đỉnh 4 cm. Tính cạnh tam giác.

Xem đáp án

Từ AG = a√3/3 suy ra a = 3AG/√3 = AG√3 = 4√3 cm ≈ 6,93 cm.

Bài 5. Tìm trọng tâm tam giác ABC với A(4; −2), B(−1; 6), C(6; 8).

Xem đáp án

xG = (4 − 1 + 6)/3 = 3, yG = (−2 + 6 + 8)/3 = 4. Vậy G(3; 4).

Bài 6. Tam giác ABC có A(3; −2), B(−5; 4) và trọng tâm G(0; 2). Tìm tọa độ C.

Xem đáp án

xC = 3 × 0 − 3 − (−5) = 2. yC = 3 × 2 − (−2) − 4 = 6 + 2 − 4 = 4. Vậy C(2; 4).

Bài 7. Trong không gian Oxyz, tìm trọng tâm tam giác có các đỉnh A(4; −2; 1), B(0; 5; 3), C(−1; 3; 8).

Xem đáp án

xG = (4 + 0 − 1)/3 = 1, yG = (−2 + 5 + 3)/3 = 2, zG = (1 + 3 + 8)/3 = 4. Vậy G(1; 2; 4).

Bài 8. G là trọng tâm tam giác ABC, N là trung điểm CA. Biết SGNC = 8,5 cm². Tính diện tích tam giác ABC và SGAB.

Xem đáp án

Tam giác GNC là một trong sáu phần bằng nhau, nên SABC = 6 × 8,5 = 51 cm². SGAB = 51/3 = 17 cm².

Bài 9. Hai tam giác ABC và A’B’C’ có trọng tâm lần lượt là G và G’. Chứng minh AA’→ + BB’→ + CC’→ = 3GG’→. Từ đó nêu điều kiện để hai tam giác có cùng trọng tâm.

Xem đáp án

Viết AA’→ = AG→ + GG’→ + G’A’→, làm tương tự với BB’→ và CC’→. Cộng ba đẳng thức được (AG→ + BG→ + CG→) + 3GG’→ + (G’A’→ + G’B’→ + G’C’→). Vì GA→ + GB→ + GC→ = 0→ nên cụm đầu bằng 0→. Cụm cuối bằng 0→ vì G’ là trọng tâm tam giác A’B’C’. Vậy tổng bằng 3GG’→. Hai tam giác có cùng trọng tâm khi và chỉ khi AA’→ + BB’→ + CC’→ = 0→.

Xem thêm

Câu hỏi thường gặp

Trọng tâm cách mỗi cạnh của tam giác bao xa?

Khoảng cách từ trọng tâm G đến một cạnh bằng 1/3 đường cao ứng với cạnh đó. Lý do: GM = 1/3 AM nên theo định lí Ta-lét, G gần BC gấp ba lần so với A. Ví dụ đường cao kẻ từ A xuống BC dài 16,5 cm thì G cách BC 5,5 cm.

Biết độ dài ba cạnh, tính khoảng cách từ đỉnh đến trọng tâm thế nào?

Tính trung tuyến trước bằng công thức AM² = (2AB² + 2AC² − BC²)/4, rồi lấy AG = 2/3 AM. Ví dụ AB = 33 cm, AC = 39 cm, BC = 48 cm: AM² = (2 × 1089 + 2 × 1521 − 2304)/4 = 2916/4 = 729, nên AM = 27 cm và AG = 18 cm.

Tam giác có hai đường trung tuyến bằng nhau là tam giác gì?

Là tam giác cân. Nếu BN = CP thì GB = GC (cùng bằng 2/3 trung tuyến) và GN = GP (cùng bằng 1/3). Hai tam giác GBP và GCN có góc ở G đối đỉnh nên bằng nhau, suy ra BP = CN, tức AB = AC. Ba trung tuyến bằng nhau khi và chỉ khi tam giác đều.

Có điểm nào khác trọng tâm chia tam giác thành ba phần diện tích bằng nhau không?

Không. Điểm P trong tam giác có S_PBC = S/3 phải cách BC một đoạn bằng 1/3 đường cao từ A, tức nằm trên một đường thẳng song song với BC. Điều kiện S_PCA = S/3 cho thêm một đường song song với CA. Hai đường này cắt nhau tại đúng một điểm, đó là trọng tâm G.