设 $G$ 为 $\triangle ABC$ 的重心,若 $BG\bot OG$,$BC=\sqrt{2}$,则 $(AB+AC)^2$ 的最大值为
【难度】
【出处】
2018年全国高中数学联赛湖北省预赛
【标注】
  • 数学竞赛
    >
    三角
    >
    解三角形
  • 知识点
    >
    平面几何
【答案】
$20$
【解析】
设 $BC$ 的中点为 $D$,因为 $BG\bot OG$,故 $\triangle BCG$ 是直角三角形,所以 $GD=\dfrac{1}{2}BC=\dfrac{\sqrt{2}}{2}$.又因为 $G$ 为 $\triangle ABC$ 的重心,所以 $AD=3GD=\dfrac{3\sqrt{2}}{2}$.由三角形的中线长公式可得 $AD^2=\dfrac{1}{4}(2AB^2+2AC^2-BC^2)$,所以 $AB^2+AC^2=2AD^2+\dfrac{1}{2}BC^2=2\cdot(\dfrac{3\sqrt{2}}{2})^2+\dfrac{1}{2}\cdot(\sqrt{2})^2=10$.所以 $AB+AC\leqslant 2\sqrt{\dfrac{AB^2+AC^2}{2}}=2\sqrt{5}$,当且仅当 $AB=AC$ 时等号成立.
故 $AB+AC$ 的最大值为 $2\sqrt{5}$.
题目 答案 解析 备注
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