三角形内,存在着一個特殊的點,這個點到到三角形三個頂點距離之和是最小的,這樣的點我們稱之為費馬點,這個最小的距離叫做費馬距離。若三角形的内角均小于120°,那麼三角形的費馬點與各頂點的連線三等分費馬點所在的周角;若三角形内有一個内角大于等于120°,則此鈍角的頂點就是到三個頂點距離之和最小的點。今天我們就來詳細的研究費馬點有關的數學問題。
1.若三角形有一個内角大于等于120°,則此鈍角的頂點即為該三角形的費馬點
已知:如圖在△ABC中,∠BAC≥120°,求證:點A為△ABC的費馬點
2.若三角形的内角均小于120°,則以三角形的任意兩邊向外作等邊三角形,兩個等邊三角形外接圓在三角形内的交點即為該三角形的費馬點.
已知:如圖,在△ABC中三個内角均小于120°,分别以AB、AC為邊向外作等邊三角形,兩個等邊三角形的外接圓在△ABC内的交點為O,求證:點O為△ABC的費馬點
此時ABAC為邊向外作等邊三角形,兩個等邊三角形的外接圓在△ABC内的交點即為點O。如圖,在△ABC中,若∠BAC、∠ABC、∠ACB均小于120°,O為費馬點,則有∠AOB=∠BOC=∠COA=120°,所以三角形的費馬點也叫三角形的等角中心
【典型例題1】如圖,在平面直角坐标系中,點A的坐标為(-6,0),點B的坐标為(6,0),已知點C坐标,延長AC至點D使得CD=AC,過點DE作DE//AB,交BC的延長線于點E,設G為y軸上的一點,點P從直線y'與y軸的交點M出發,先沿y軸到達點G,再沿GA到達點A,若點P在y軸上運動的速度是它在直線GA上運動速度的2倍,試确定點G的位置,使點P按照上述要求到達A所用的時間最短?
【典型例題2】A、B、C、D四個城市恰好為一個正方形的四個頂點,要建立一個公路系統使得每兩個城市之間都有公路相通,并是整個公路系統的總長度為最小,則應當如何修建?
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