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(加權(quán))費馬點問題

【旋轉(zhuǎn)】

《旋轉(zhuǎn)》人教版第二十三章,在學(xué)習(xí)完這一章節(jié)知識的時候,初中階段的幾何三大變換(平移、軸對稱、旋轉(zhuǎn))也就學(xué)完了,旋轉(zhuǎn)這邊涉及到的模型較多,本文主要涉及的內(nèi)容有:

【1】“手拉手模型”;

【2】“半角模型”;

【3】“對角互補模型”;

【4】“費馬點”;

【5】“旋轉(zhuǎn)相似”;

【6】“瓜豆原理”。

【說明】

  ① 本文所涉及章節(jié)順序全部為人教,在這邊加以說明,其他版本教材順序內(nèi)容會有所差異。

  ② 本文所涉及分類僅代表個人觀點。

  ③ “瓜豆原理”本文不會涉及,在本文頂端搜索窗口搜索“瓜豆原理”或直接在本公眾號輸入“瓜豆原理”會自動回復(fù)。

【費馬點】

在線段求和問題當中,我們前面已經(jīng)介紹過“a·PA+b·PB”型線段求和問題,今天我們將介紹:“a·PA+b·PB+c·PC”型線段求和問題。

① 當時a=b=1時,即:PA+PB+PC是我們常遇到的“費馬點”問題;
 ② 當a、b、c中有一項不為1時,即:a·PA+b·PB+c·PC為“加權(quán)費馬點”問題。

【文學(xué)背景】
平面幾何中的費馬問題是十七世紀法國數(shù)學(xué)家、被譽為業(yè)余數(shù)學(xué)家之王的皮埃爾·德·費馬(Pierre de Fermat,1601–1665)提出的一個著名的幾何問題。
1643年,在一封寫給意大利數(shù)學(xué)家和物理學(xué)家托里拆利(Evangelista Torricelli,1608–1647)的私人信件中,費馬提出了下面這個極富挑戰(zhàn)性和趣味性的幾何難題,請求托里拆利幫忙解答(也有一種說法是費馬本人實際上已經(jīng)找到了這個問題的答案,他是為了挑戰(zhàn)托里拆利才寫信向他“請教”的)
費馬問題(Fermat problem)是著名的幾何極值問題。費馬(Fermat ,P.de)曾提出一問題征解:“已知一個三角形,求作一點,使其與這個三角形的三個頂點的距離之和為極小?!彼拇鸢甘牵寒斎切蔚娜齻€角均小于120°時,所求的點為三角形的正等角中心;當三角形有一內(nèi)角大于或等于120°時,所求點為三角形最大內(nèi)角的頂點。在費馬問題中所求的點稱為費馬點。
托里拆利圓在三角形的三邊各向其外側(cè)作等邊三角形,這三個等邊三角形的外接圓交于一點P,該點P即稱為托里拆利點(Torricelli's point ),而三個等邊三角形的外接圓稱為托里拆利圓。
在一定條件下,托里拆利點和正等角中心、費馬點等是一回事。托里拆利點是由意大利物理學(xué)家托里拆利發(fā)現(xiàn)的。該問題是費馬(1601-1665)作為“求一點,使它至一三角形三頂點的距離和最小”這一著名的極值問題而向意大利物理學(xué)家托里拆利(1608-1647)提出,并為托里拆利所解決的。
當三角形內(nèi)角均小于120°時點P即為所求,故稱P為托里拆利點,也稱費馬點。以后,德國斯太納(1796-1863)獨立提出并推廣了它,故又稱斯太納問題。
后來人們就把平面上到一個三角形的三個頂點 A,B,C 距離之和最小的點稱為△ABC的費馬-托里拆利點(Fermat-Torricelli point),也簡稱為費馬點(Fermat point)或托里拆利點(Torricelli point)。(——來源:百度百科)
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