费马定理的证明

如题所述

第1个回答  2012-02-27
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°。   △CC1B和△AA1B中,BC=BA1,BA=BC1,∠CBC1=∠B+60°=∠ABA1,   △CC1B和△AA1B是全等三角形,得到∠PCB=∠PA1B   同理可得∠CBP=∠CA1P   由∠PA1B+∠CA1P=60°,得∠PCB+∠CBP=60°,所以∠CPB=120度   同理,∠APB=120°,∠APC=120° (2)PA+PB+PC=AA1   将△BPC以点B为旋转中心旋转60°与△BDA1重合,连结PD,则△PDB为等边三角形,所以∠BPD=60° 又∠BPA=120°,因此A、P、D三点在同一直线上,   又∠CPB=∠A1DB=120°,∠PDB=60°,∠PDA1=180°,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°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形中较为简易,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120°的时候,费马点就是这个内角的顶点;如果三个内角都在120°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°的点。   另一种更为简捷的证明 :   设O为三顶点连线最短点,以A为圆心AO为半径做圆P。将圆P视作一面镜子。显然O点应该为B出发的光线经过镜子到C的反射点(如果不是,反射点为O',就会有BO’+ CO' < BO+ CO,而AO’= AO,就会有 AO’+ BO’+ CO' < AO + BO + CO)。   不失一般性。O点对于B、C为圆心的镜子也成立。因此根据对称性AO、BO、CO之间夹角都是120°   (补充说明:AO、BO、CO是每个镜子的法线)

参考资料:http://baike.baidu.com/view/184329.htm#4

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第2个回答  2012-02-19

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求费马大定理的证明过程
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