味道鮟鱇鱼肝:一道数学题

来源:百度文库 编辑:查人人中国名人网 时间:2024/05/11 15:45:20
在三角形ABC内,存在一点P,使PA的平方+PB的平方+PC的平方最小,则P是三角形ABC的
A重心 B外心 C垂心 D内心
麻烦写出正确答案及其过程,我问了许多大学生都不会
正确答案是A
麻烦把答案写的简单点,我们老师说用向量的方法做

答案应该是重心。具体的做法比较复杂。设AP的延长线交BC于D 则BP^2+PC^2>=2PD^2 所以AP^2+BP^2+CP^2 >=AP^2+2PD^2 =(AD-PD)^2+2PD^2 =3PD^2-2AD*PD+AD^2 =3(PD-AD/3)^2+2AD^2/3 当PD=AD/3时有最小值,即AP=2/3*AD 同理,设BP交AC于E,CP交AB于F 则有BP=2/3*BE CP=2/3*CF 所以这正好符合重心的性质。

这题是 重心 没错!

说内心的都回家学习去。
内心只是 PA=PB=PC ,不是PA的平方+PB的平方+PC的平方最小!

重心是3条中线的交点,有3个性质:
1,重心分中线为2:1。
2,重心和3个顶点所围成的3个三角形的面积相等。
3,到三角形3个顶点的距离的平方和为最小的点。!
...................................
PA=PB=PC ,不是PA的平方+PB的平方+PC的平方最小。
例如等腰直角三角形,内心在斜边的中点上,重心在三角形里。
假设直角边=根号2,则内心到3个顶点距离是=1+1+1=3。
而在顶点到3点的距离是=2根号2〈3,
可以知道,内心不是PA的平方+PB的平方+PC的平方最小的点。

证明重心到三角形三个定点的平方和最小~

设三角形三个顶点为(x1,y1),(x2,y2),(x3,y3) 平面上任意一点为(x,y) 则该点到三顶点距离平方和为: (x1-x)^2+(y1-y)^2+(x2-x)^2+(y2-y)^2+(x3-x)^2+(y3-y)^2 =3x^2-2x(x1+x2+x3)+3y^2-2y(y1+y2+y3)+x1^2+x2^2+x3^2+y1^2+y2^2+y3^2=3(x-1/3*(x1+x2+x3))^2+3(y-1/3(y1+y2+y3))^2+x1^2+x2^2+x3^2+y1^2+y2^2+y3^2-1/3(x1+x2+x3)^2-1/3(y1+y2+y3)^2 显然当x=(x1+x2+x3)/3,y=(y1+y2+y3)/3(重心坐标)时上式取得最小值为 x1^2+x2^2+x3^2+y1^2+y2^2+y3^2-1/3(x1+x2+x3)^2-1/3(y1+y2+y3)^2

所以是重心……

PA^2+PB^2>=2PA*PB((PA-PB)^2>=0)
!!("="只有在PA=PB时才成立!!很关键!!)
同理PB^2+PC^2>=2PB*PC
PA^2+PC^2>=2PA*PC
所以PA^2+PB^2+PC^2>=PA*PB+PB*PC+PA*PC
“=”只有在PA=PB=PC时才成立,也就是有最小值
所以PA=PB=PC
是三角形的内心

遇问题要发现其内在信息,本题“PA的平方+PB的平方+PC的平方最小”即为PA=PB=PC
选D
不过题目有点问题,如果三角形ABC为正三角形,则ABCD都对

重心,它是中线的连线。