2024 AMC 12A 第 7 题

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7.

在 △ABC\triangle ABC 中,∠ABC=90∘\angle ABC=90^\circ,且 BA=BC=2BA=BC=\sqrt2。点 P1P_1,P2P_2,…\ldots,P2024P_{2024} 在斜边 ACAC 上,并满足 AP1=P1P2AP_1=P_1P_2 =P2P3=P_2P_3 =⋯=\cdots =P2023P2024=P_{2023}P_{2024} =P2024C=P_{2024}C。
下列向量和的长度是多少?BP1⃗+BP2⃗+BP3⃗+⋯+BP2024⃗? \begin{aligned} &\vec{BP_1}+\vec{BP_2}+\vec{BP_3} \\ &\quad {}+\cdots+\vec{BP_{2024}} \end{aligned}\text{?}
In △ABC,\triangle ABC, ∠ABC=90∘\angle ABC=90^\circ and BA=BC=2.BA=BC=\sqrt2. Points P1,P_1, P2,P_2, …,\ldots, P2024P_{2024} lie on hypotenuse ACAC so that AP1=P1P2AP_1=P_1P_2 =P2P3=P_2P_3 =⋯=\cdots =P2023P2024=P_{2023}P_{2024} =P2024C.=P_{2024}C.
What is the length of the vector sum BP1⃗+BP2⃗+BP3⃗+⋯+BP2024⃗? \begin{aligned} &\vec{BP_1}+\vec{BP_2}+\vec{BP_3} \\ &\quad {}+\cdots+\vec{BP_{2024}}? \end{aligned}
10111011
10121012
20232023
20242024
20252025
答案:D
知识点:向量中线(几何)对称性
小提示:
这些点关于 ACAC 的中点 MM 对称,所以向量可以两两配对
The points are symmetric about the midpoint MM of AC,AC, so the vectors pair up
大提示:
和等于 2024 BM⃗2024\,\vec{BM};直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半
The sum equals 2024 BM⃗;2024\,\vec{BM}; the median to the hypotenuse of a right triangle is half the hypotenuse
解答:
点 PkP_k 关于 ACAC 的中点 MM 对称,所以把 PkP_k 和它的对称点配对可得 BPk⃗+BP2025−k⃗=2 BM⃗\vec{BP_k}+\vec{BP_{2025-k}}=2\,\vec{BM}。因此整个和为 2024 BM⃗2024\,\vec{BM}。在直角三角形中,斜边上的中线长度等于斜边的一半;此处 AC=2AC=2,所以 BM=1BM=1。向量和的长度为 2024⋅1=20242024\cdot1=2024。因此正确答案是 D。
The points PkP_k are symmetric about the midpoint MM of AC,AC, so pairing PkP_k with its mirror gives BPk⃗+BP2025−k⃗=2 BM⃗.\vec{BP_k}+\vec{BP_{2025-k}}=2\,\vec{BM}. Hence the whole sum is 2024 BM⃗.2024\,\vec{BM}. In a right triangle the median to the hypotenuse has length half the hypotenuse; here AC=2,AC=2, so BM=1.BM=1. The length of the sum is 2024⋅1=2024.2024\cdot1=2024. Thus, the correct answer is D.
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