Cho tứ diện ABCD. G là trọng tâm của tam giác BCD. Tìm hệ thức liên hệ giữa −−→ AG và −−→ AB , −−→ AC , −−→ AD .

Gọi M là trung điểm của CD. Do G là trọng tâm DBCD nên \(\overrightarrow {{\rm{BG}}} = \frac{2}{3}\overrightarrow {{\rm{BM}}} \).
Ta có: \(\overrightarrow {{\rm{AG}}} = \overrightarrow {{\rm{AB}}} + \overrightarrow {{\rm{BG}}} \)
\( = \overrightarrow {{\rm{AB}}} + \frac{2}{3}\overrightarrow {{\rm{BM}}} \)
\( = \overrightarrow {{\rm{AB}}} + \frac{2}{3}\left( {\overrightarrow {{\rm{BA}}} + \overrightarrow {{\rm{AM}}} } \right)\)
\( = \overrightarrow {{\rm{AB}}} + \frac{2}{3}\overrightarrow {{\rm{BA}}} + \frac{2}{3}\overrightarrow {{\rm{AM}}} \)
\( = \frac{1}{3}\overrightarrow {{\rm{AB}}} + \frac{1}{3}\left( {\overrightarrow {{\rm{AM}}} + \overrightarrow {{\rm{AM}}} } \right)\)
\( = \frac{1}{3}\overrightarrow {{\rm{AB}}} + \frac{1}{3}\left( {\overrightarrow {{\rm{AC}}} + \overrightarrow {{\rm{CM}}} + \overrightarrow {{\rm{AD}}} + \overrightarrow {{\rm{DM}}} } \right)\)
\( = \frac{1}{3}\overrightarrow {{\rm{AB}}} + \frac{1}{3}\left( {\overrightarrow {{\rm{AC}}} + \overrightarrow {{\rm{AD}}} + \overrightarrow {\rm{0}} } \right)\)
\( = \frac{1}{3}\left( {\overrightarrow {{\rm{AB}}} + \overrightarrow {{\rm{AC}}} + \overrightarrow {{\rm{AD}}} } \right)\).
Vậy \(\overrightarrow {{\rm{AG}}} \)\( = \frac{1}{3}\left( {\overrightarrow {{\rm{AB}}} + \overrightarrow {{\rm{AC}}} + \overrightarrow {{\rm{AD}}} } \right)\).