有一位網友拿這道題和老黃探讨,原題是這樣的:有沒有一個直角三角形,向較短的直角邊的方向延長斜邊得到一條線段,使這條線段等于兩條直角邊的和,連接延長的端點和直角三角形的直角頂點,使得這條連接的線段等于較長的直角邊。純文字描述,很難理解。老黃把它組織成一道普通的幾何解答題如下:
已知Rt△ABC中, ∠ACB=90度, 延長BA至點D, 使BD=AC+BC, 若∠D=∠B, 求∠B.
分析:這道題的思路一開始看起來是很清晰的。可以設AB=1,那麼CD=BC=cosB, AC=sinB, BD=sinB cosB. 又角BCD=180度-2B,因此sin角BCD=sin2B=2sinBcosB.
然後在三角形BCD中應用正弦定理,CD/sinB=BD/sin角BCD,即cosB/sinB=(sinB cosB)/(2sinBcosB)。到這裡感覺這道題還是很好解決的。
然而整理上式,得到的卻是一個關于cosB的一元四次方程:4(cosB)^4-4(cosB)^3 2(cosB)^2-1=0. 隻有那些可以因式分解,轉化為一元二次方程的一元四次方程,才算做普通的解法。否則解起來就非常麻煩。
也就是說,這條路有可能是走不通的。在這裡,老黃想了很多辦法,但是都沒有走通。結果不得不研究起了一元四次方程的解法。雖然目前有現有的解法,不過老黃怎麼看也看不懂,隻好自己研究出一元四次方程的求根公式。在之前的作品中,有介紹,有興趣的朋友可以搜出來看看。
不過應用一元四次方程的求根公式,得到的結果有點吓人,舍去不合理的根之後,得到的結果如下圖:
從而得到角B約等于33.6度。它的準确值是一個有無理數表示角度,這樣的結果恐怕不能采用一般的方法求得。你覺得呢?
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