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浅谈初中数学费马点模型(一)

1月5日 六壬会投稿
  在做中学在学中做
  【费马点解析】
  “费马点”是指位于三角形内且到三角形三个顶点距离之和最短的点。
  【换言之:若给定一个ABC,从这个三角形的费马点P到三角形的三个顶点A、B、C的距离之和比从其它点的距离之和都要小。这个特殊点对于每一个给定的三角形有且只有一个。】
  那么,如何找寻费马点呢?
  【费马点的找法】
  一、以ABC的三边向外分别作等边三角形,然后把外面的三个顶点与原三角形的相对顶点相连,交于点P,点P就是原三角形的费马点;
  二、以ABC的任意两边向外作等边三角形,两个等边三角形外接圆在ABC内部交于点P,点P就是原三角形的费马点;
  若三角形有一内角大于或等于120度,则此钝角的顶点就是所求的费马点;当ABC为等边三角形时,此时内心与费马点重合。
  【费马点的主要性质】
  1、费马点到三角形三个顶点的距离和最小;
  2、费马点与三角形的三个顶点的连线夹角皆为120。
  【费马点证明】通过旋转来解决
  将ABP绕着点B逆时针旋转60,得到ABP,连接PP。
  那么PAPBPCPAPPPCAC
  所以,A、P、P、C四点共线时,值最小,
  根据等边BPP可得BPPBPP60,那么BPABPC120,所以BPABPA120,即可证明:费马点与三角形的三个顶点的连线夹角皆为120。
  【例题讲解】
  【解析】
  以AB、BP为边分别作等边三角形,那么BPPP;可证明ABP和ABP全等,将AP转为AP,那么只要A、P、P、C四点共线即可;
  其实我们在图二中,连接AC,就可以看出上述的模型。
  在求解最小值方面,小编给出两种方法,第一种方法,连接AC,ACE是含30的直角三角形,AAE是含45的直角三角形,其中AC的值可求,那么解直角三角形即可;第二种方法,借助等腰ABC和15角,构造含30角的直角三角形,即RtABE,直接勾股定理求斜边长度。
  【延伸】如果给出APBPCP的最小值,求正方形边长呢?
  在上述两种方法下,你是否能算出来呢?

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