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问题: 几何证明

设点P在ΔABC内移动,求证:线段PA,PB,PC可以构成一个三角形的充要条件是ΔABC为正三角形。

解答:

设点P在ΔABC内移动,求证:线段PA,PB,PC可以构成一个三角形的充要条件是ΔABC为正三角形。

证明 先证充分性:正三角形ΔABC内的任一点P,PA,PB,PC可以构成一个三角形.
以A为旋转中心,逆时针向将ΔAPB旋转60度,到ΔACQ的位置,连PQ.这时,ΔAPQ为正三角形.PQ=AP,PB=CQ.
于是ΔPQC就是以PA,PB,PC的长为边构成的三角形.

再证必要性.若ΔABC不是正三角形,则ΔABC内一定存在一点P,使以PA,PB,PC的长为边不能一个三角形.
设AC>AB,在AC上取一点M,使CM=MA+AB.
再作AM的垂直平分线,,N是AM的中点,在此垂直平分线上且在ΔABM的内部取一点P.
因为,在RtΔPNC中,PC>NC>CM。
在ΔBAM中,PA+PB=PM+PB<AM+AB=CM.
于是有 PA+PB<PC。
即以PA,PB,PC的长为边不能一个三角形.