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问题: 急求几何不等式!明天要交!(4)

题目如下:

△ABC中,最大角小于120°,在△ABC中取一点P,要求PA+PB+PC最小,求P点。

要具体过程!
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解答:

命题 在已知△ABC所在的平面上,求一点P,使PA+PB+PC为最小。
解 17世纪法国数学家P.Fermat曾向伽利略的学生托里拆里提出以下有趣的著名问题:
在△ABC的平面上求一点P,使P点到△ABC三顶点的距离之和为最小.
托里拆里用好几种方法解决了这一问题,得出结论:
(1) ,当△ABC的最大内角小于120°时,则在△ABC形内存在一点P使∠BPC=∠CPA=∠APB=120°,这点即是使PA+PB+PC为最小的点;(2),当△ABC的最大内角不小于120°时,则当P为最大内角所在的顶点时,PA+PB+PC为最小。这点称作费马点。
下面仅对情况(1) 进行讨论。
设P是△ABC内一点,连PA,PB,PC。以AB为边向外作正三角形ABA’ ,则A’ 为一确定点。以PB为边作正三角形BPP’ ,由于P点是变动的,所以P’ 也是变动的。
但是,因为BP=BP’ ,BA=BA’ ,∠PBA=∠P’BA’=60°-∠ABP’ ,所以ΔABP≌ΔA’BP’,
故PA=P’A’ 。又因为PB=BP’=PP’ ,所以有PA+PB+PC=P’A’+PP’+PC。
因为A’ 是定点,P是可选择的动点,且P’ 随P而变。现在我们要讨论的PA+PB+PC即是A’ ,C之间的折线A’P’PC的长度何时取得最小值的问题了。显然,当这四点在同一直线上时,长度为最小。此时,因为∠PBP’=∠BP’P=60°,所以∠BPC=∠BP’A’=120°,即∠APB=120°,所以∠CPA=120°。这就是我们要求的结论。
具体的P点位置: 设△ABC的最大内角小于120°,分别以边BC,CA,AB为边向外作正△A’BC,正△AB’C,正△ABC’ 。则AA’ ,BB’ ,CC’ 交于一点P,P点就是的费马点。