数学高手来!!费马点求和公式

费马点求和公式,我知道公式的内容,但不知道具体推导过程,请详细说明。

在一个三角形中,到3个顶点距离之和最小的点叫做这个三角形的费马点

(1)若三角形ABC的3个内角均小于120°,那么3条距离连线正好平分费马点所在的周角。所以三角形的费马点也称为三角形的等角中心。

(2)若三角形有一内角不小于120度,则此钝角的顶点就是距离和最小的点。

费马点的计算:如果三角形有一个内角大于或等于120°,这个内角的顶点就是费马点;如果3个内角均小于120°,则在三角形内部对3边张角均为120°的点,是三角形的费马点。

相关介绍

要使确定的P点产生三等角,只有当三角形的每个内角都小于120。时才存在。这样,费马点究竟在哪儿,就有以下答案:

若已知三角形的每个内角都小于120°,则所求的点即是与三顶点构成三等角的点:若已知三角形有一内角大于或等于120°,则所求的点是这个三角形的最大内角的顶点。

以上内容参考:百度百科-托里拆利点

温馨提示:答案为网友推荐,仅供参考
第1个回答  2013-09-18
费马点是指在三角形所在的平面内,到三角形三个顶点的距离的和最小的点. (1).三内角皆小於120°的三角形ABC的费马点,分别以 AB,BC,CA,为边,向三角形外侧做正三角形ABC1,ACB1,BCA1,然后连接AA1,BB1,CC1,则三线交于一点P,则点P就是所求的费马点. (2).若三角形有一内角大于或等于120度,则此角的顶点就是所求.

对于任意三角形△ABC,若三角形内某一点P令PA + PB + PC三线段有最小值的一点,P为费马点。

作法

* 当三角形的内角都小于120度时
o 向外做三个正三角形△ABC',△BCA',△CAB'
o 连接CC'、BB'、AA'
* 当有一个内角不小于120度时,费马点为此角对应顶点。

费马点的另外一种解法 :
在一块理想的(水平光滑)木板上画上要研究的
符合条件的三角形(任意顶角小于120度)

在三个顶点和费马点处打洞(无限小,壁光滑)

用三根绳子分别系上三个同样质量的物体,穿过
三个顶点的洞再打个结系在一起。(结当然也是理想的啦,无限小)

松手让整个系统自由运动。那么,绳结一定会落在
费马点(能量最低原则保证在桌面上的绳子总长度最短)

然后,由于是三个大小相同的矢量在平面上平衡,(三个物体质量一样)
所以三根绳子之间的夹角均为120度。

若P是三角形ABC内的一点,那么就分别过A点,B点,C点作PA,PB,PC的垂线,使之构成新的三角形,然后你就可以证明只有当PA,PB,PC每两条直线所成角为120度时,PA+PB+PC的和最小
第2个回答  2013-09-18
能求出P点到个顶点的距离、设三角形ABC BC=a,CA=b,AB=c 在里面取点P ∠BPC=α、∠CPA=β、∠APB=γ (α+β+γ=2π)
(1) 求PA=x
设补助角∠PAB=θ 则 ∠PAC=A-θ
有正弦定理 在△PAB c/sin(γ)=x/sin(π-γ-θ)=x/sin(γ+θ)
在△PAC b/sin(β)=x/sin(π-β-A+θ)=x/sin(β+A-θ)
用两角之和公式得关于θ的方程式
b*sin(β+A)sin(γ)-c*sin(β)sin(γ)
tanθ=----------------------------------
c*cos(γ)sin(β)+b*cos(β+A)sin(γ)

在把原来的方程式展开用sin^2(θ)+cos^2(θ)=1 解关于x

b^2*c^2*sin^2(α-A)
x^2=----------------------------------------------------
b^2*sin^2(γ)+c^2*sin^2(β)+2bcsin(β)sin(γ)cos(α-A)

设α=β=γ=120度,把sin(A)、cos(A)用a,b,c表示 求出x

同理能求出PA=x,PB=y,PC=z

(它们与a,b,c之间有6変数6次同次式=0)本回答被网友采纳
第3个回答  2019-03-24
[编辑本段]费马点定义  在一个三角形中,到3个顶点距离之和最小的点叫做这个三角形的
费马点

  (1)若三角形ABC的3个内角均小于120°,那么3条距离连线正好平分费马点所在的周角。所以三角形的费马点也称为三角形的等角中心。
  (2)若三角形有一内角不小于120度,则此钝角的顶点就是距离和最小的点。
[编辑本段]费马点的判定  (1)对于任意三角形△ABC,若三角形内或三角形上某一点P,若PA+PB+PC有最小值,则P为费马点。
费马点的计算
  (2)如果三角形有一个内角大于或等于120°,这个内角的顶点就是费马点;如果3个内角均小于120°,则在三角形内部对3边张角均为120°的点,是三角形的费马点。
[编辑本段]证明  我们要如何证明费马点呢:
费马点证明图形
  (1)费马点对边的张角为120度。
  △CC1B和△AA1B中,BC=BA1,BA=BC1,∠CBC1=∠B+60度=∠ABA1,
  △CC1B和△AA1B是全等三角形,得到∠PCB=∠PA1B
  同理可得∠CBP=∠CA1P
  由∠PA1B+∠CA1P=60度,得∠PCB+∠CBP=60度,所以∠CPB=120度
  同理,∠APB=120度,∠APC=120度
  (2)PA+PB+PC=AA1
  将△BPC以点B为旋转中心旋转60度与△BDA1重合,连结PD,则△PDB为等边三角形,所以∠BPD=60度
  又∠BPA=120度,因此A、P、D三点在同一直线上,
  又∠CPB=∠A1DB=120度,∠PDB=60度,∠PDA1=180度,所以A、P、D、A1四点在同一直线上,故PA+PB+PC=AA1。
  (3)PA+PB+PC最短
  在△ABC内任意取一点M(不与点P重合),连结AM、BM、CM,将△BMC以点B为旋转中心旋转60度与△BGA1重合,连结AM、GM、A1G(同上),则AA1<A1G+GM+MA=AM+BM+CM.所以费马点到三个顶点A、B、C的距离最短。
  平面四边形费马点
  平面四边形中费马点证明相对于三角型中较为简易,也较容易研究。
  (1)在凸四边形ABCD中,费马点为两对角线AC、BD交点P。
费马点
  (2)在凹四边形ABCD中,费马点为凹顶点D(P)。
  经过上述的推导,我们即得出了三角形中费马点的找法:
  当三角形有一个内角大于或等于一百二十度的时候,费马点就是这个内角的顶点;如果三个内角都在120度以内,那么,费马点就是使得费马点与三角形三顶点的连线两两夹角为120度的点。
[编辑本段]费马点性质:  
费马点 (1)平面内一点P到△ABC三顶点的之和为PA+PB+PC,当点P为费马点时,距离之和最小。
  特殊三角形中:
  (2).三内角皆小于120°的三角形,分别以
AB,BC,CA,为边,向三角形外侧做正三角形ABC1,ACB1,BCA1,然后连接AA1,BB1,CC1,则三线交于一点P,则点P就是所求的费马点.
  (3).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.
  (4)当△ABC为等边三角形时,此时外心与费马点重合
第4个回答  2013-09-18
[编辑本段]费马点定义  在一个三角形中,到3个顶点距离之和最小的点叫做这个三角形的费马点。
  (1)若三角形ABC的3个内角均小于120°,那么3条距离连线正好平分费马点所在的周角。所以三角形的费马点也称为三角形的等角中心。
  (2)若三角形有一内角不小于120度,则此钝角的顶点就是距离和最小的点。 [编辑本段]费马点的判定  (1)对于任意三角形△ABC,若三角形内或三角形上某一点P,若PA+PB+PC有最小值,则P为费马点。 费马点的计算
  (2)如果三角形有一个内角大于或等于120°,这个内角的顶点就是费马点;如果3个内角均小于120°,则在三角形内部对3边张角均为120°的点,是三角形的费马点。 [编辑本段]证明  我们要如何证明费马点呢: 费马点证明图形
  (1)费马点对边的张角为120度。
  △CC1B和△AA1B中,BC=BA1,BA=BC1,∠CBC1=∠B+60度=∠ABA1,
  △CC1B和△AA1B是全等三角形,得到∠PCB=∠PA1B
  同理可得∠CBP=∠CA1P
  由∠PA1B+∠CA1P=60度,得∠PCB+∠CBP=60度,所以∠CPB=120度
  同理,∠APB=120度,∠APC=120度
  (2)PA+PB+PC=AA1
  将△BPC以点B为旋转中心旋转60度与△BDA1重合,连结PD,则△PDB为等边三角形,所以∠BPD=60度
  又∠BPA=120度,因此A、P、D三点在同一直线上,
  又∠CPB=∠A1DB=120度,∠PDB=60度,∠PDA1=180度,所以A、P、D、A1四点在同一直线上,故PA+PB+PC=AA1。
  (3)PA+PB+PC最短
  在△ABC内任意取一点M(不与点P重合),连结AM、BM、CM,将△BMC以点B为旋转中心旋转60度与△BGA1重合,连结AM、GM、A1G(同上),则AA1<A1G+GM+MA=AM+BM+CM.所以费马点到三个顶点A、B、C的距离最短。
  平面四边形费马点
  平面四边形中费马点证明相对于三角型中较为简易,也较容易研究。
  (1)在凸四边形ABCD中,费马点为两对角线AC、BD交点P。 费马点
  (2)在凹四边形ABCD中,费马点为凹顶点D(P)。
  经过上述的推导,我们即得出了三角形中费马点的找法:
  当三角形有一个内角大于或等于一百二十度的时候,费马点就是这个内角的顶点;如果三个内角都在120度以内,那么,费马点就是使得费马点与三角形三顶点的连线两两夹角为120度的点。 [编辑本段]费马点性质:   费马点 (1)平面内一点P到△ABC三顶点的之和为PA+PB+PC,当点P为费马点时,距离之和最小。
  特殊三角形中:
  (2).三内角皆小于120°的三角形,分别以 AB,BC,CA,为边,向三角形外侧做正三角形ABC1,ACB1,BCA1,然后连接AA1,BB1,CC1,则三线交于一点P,则点P就是所求的费马点.
  (3).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.
  (4)当△ABC为等边三角形时,此时外心与费马点重合
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