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圆内接三角形中,正三角形周长最大值的证明

 Hi老刘老师 2020-08-09

       最值问题是数学问题中的常见问题,比如:日常生活中,我们常常通过“走直线”使我们能够更快地到达终点,这里就是用到“两点之间线段最短”的基本事实(其他版本的教材中称为“公理”);再比如:用一根绳子,围成一个封闭的平面图形,圆的面积是最大的;……这样的问题数不胜数.

       解决最值为题的基本思路就是从一般到特殊的过程,把一般性情况和特殊情进行对比,从而确定特殊情况下的结果是最大(或最小)从而达到求出最值的目的.

       今天在数学老师交流群看到一个比较新奇的最值为题——证明:圆的所有内接三角形中,等边三角形的周长最大.

      初看这个题目,确实难度不小,但第一小题的结论可以给我们一些启发:

  第一小题就是利用阿基米德折弦定理,证明:BP+CP=2BK.熟练了可以直接使用这个结论.
有了第一题的基础,我们在看第二题,也就有了一个大概的思路:
 一、先任意画一个圆的内接三角形,利用第一题的结论,找到比它周长更大的三角形——等腰三角形,为了方便后面的证明,在这里我选择以这个
三角形的最长的边为底边,构造等腰三角形,如下所示:

注意,这里的MN是最大的边,所以MN所对的圆周角一定大于60度,也就是说,他比60度的圆周角所对的弦要大,为第三步中EF在圆心O与BC之间给出了说明,

       最后,我要重点解释一下一个问题:为什么没有说明EF在BC下方的情况:

因为在第一步已经是取△PNM的最长的边为底,利用(1)中的方法构造等腰三角形,故∠MPN大于60度,所以MN一定是大于EF的.

  证明过程中也许还存在不尽人意的地方,欢迎广大读者批评指正。可以把您的意见通过留言的形式反馈给我,也可以私下发给我,大家共同学习,一起进步。

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