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点P是边长为1的等边三角形ABC内任意一点,连接PA、PB、PC,求证:√3≤PA+PB+PC<2
人气:880 ℃ 时间:2024-06-16 12:47:37
解答

过P点作BC边的平行线EF,分别交AB、AC于E、F .
∵ΔABC为等边三角形,
∴∠AFE=∠ABC=60°,
又∵∠APE>∠AFE,∴∠APE>60°.
在ΔAEP中,∵∠APE>∠AEP,∴AE>AP.
∵ΔAEF为等边三角形,∴AE=EF=AF.
∵AE>AP,BE+EP>BP,PF+FC>PC,
∴AE+(EB+EP)+(PF+FC)>AP+PB+PC,
即AB+EF+FC>PA+PB+PC,
∴PA+PB+PC<AB+AC=2AB=2
这题可以引伸一个很著名的定理:
P是任意三角形ABC内一点,则当∠APB=∠BPC=∠APC=120`时PA+PB+PC达到最小值.
我简单证明一下:
将三角形APC绕C点顺时针旋转60`的三角形A'P'C
因为 ∠PCP'=60`,PC=P'C
所以 PP'C为等边三角形 ,PC=P'C=PP'
又 ∠BPC+∠P'PC=180`=∠P'PC+∠CP'A'
所以 B,P,P',A,共线
于是 BA'=PB+PA+PC在此时达到最小值
回到此题,问题中的正三角形是让你计算L(min)
当P是正三角形重心时(三线合一)L=PA+PB+PC最小
易求此时L=根号3
故根号3≤L

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