费马点问题(及加权)汇总,交互式探究!
(本文发布于几何数学公众号)
本文中有一个错误,聪明的朋友已经发现并提醒我好多次了,我一直懒得改,就留给没发现的读者朋友们寻找吧!
三角形费马点在之前的等边模型里提到过(三角形内部到三个顶点距离之和最短的点),本文是三角形各类费马点,也就是包含系数不为1的线段和最短问题。
三角形费马点回顾:
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费马点初识
何为费马点(内点)?就是到三角形顶点距离之和最小的点
一定能共线吗?
其实当三角形有大于120度角时
不存在内点共线,共线时点会在外部
根据飞马点的定义(内点),此时费马点为钝角顶点
内部的点无法三点共线:
当然还可以看出其实相当于向外做一个等边,
那么向外做三个等边,就交于费马点:
不光三角形有费马点,多边形都可以找费马点,尤其是凸四边形的费马点最好找,就是对角线的交点。
找了几个例题:(都是利用旋转60°的方法解决)
01:
02:
03:
04:
05:
06:
找费马点的思想体现了旋转做辅助线,手拉手的全等出相似等腰,那么加权费马点也是类似的。我们试着解决一下问题
01一个系数根号2
这次旋转90度
共线最短
如图,这样就有根号2了。DD'=根号2倍CD
02一个系数根号3
旋转120度,这样DD'=根号3倍的CD
共线最短,当然能不能加在别的线段上呢当然可以,谁加系数就转谁就好了。
除了根号2根号3 能加别的系数吗?理论可以任意系数0-2之间,但是这个没法用初中知识算了。
03双系数例1
双系数也不怕,旋转完后再放缩一下。恰好这次放大2倍转90度。(其实三个系数有一定关系)
04双系数例2
这次转90度,缩小到0.5倍。也会有直角三角形,系数刚好(系数也是勾股关系吗?)
05三系数例1
三系数可以转化为双系数,这个问题5跟问题4一样的。(同除以4就是问题4了)
06三系数例2
一样跟问题3(发现没三个系数是勾股平方和关系)
07任意三系数例3
任意给一组勾股系数怎么样呢?
旋转肯定九十度
同除以非最大的系数,然后以另一个非最大系数除完的结果为放缩比。
就可以啦
其实为啥要是勾股数呢,也是初中知识限制,初中没有余弦定理,查表也算不出对边长的啊。(如果出题,原三角形ABC中肯定有已知长和特殊角)