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阿基米德三角形與實際應用

2022-09-28 00:16 作者:我恨PDN定理  | 我要投稿

什么是阿基米德三角形呢?
由于最近大家要學習二次函數(shù)了,我就來說一說這個特殊的“三角形”,所謂阿基米德三角形就是在拋物線(更一般的二次函數(shù))上任取三點作拋物線的切線,所圍成的三角形就是阿基米德三角形;
關于它的諸多性質(zhì),我們今天僅拿出面積相關的兩個加以敘述,先來看一個引理:
如圖,拋物線以F為焦點,O為頂點,E為準線與軸交點,AB為上兩點,AC、BC為拋物線切線,D為AB中點,則:
(1)CD與拋物線對稱軸平行(圖中即x軸);
(2)CD與拋物線交點是CD中點(圖中為M);
(3)過M的切線與AB平行;
這三個命題幾乎是顯然的,在這里不加敘述,讀者自證不難(可以將它轉化為二次函數(shù)的問題,與F、E實際上沒有關系,只是為了確定位置)

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有了上面的引理我們這樣來構造:
如下圖P、Q為過M切線與BC、AC交點,由引理,PQ為三角形ABC中位線,故有三角形ABM的面積是CPQ面積的2倍;

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再如下圖,取AM、BM中點,如上構造,可以得到對應藍色三角形面積比為2:1;(圖中隱藏了部分點的標簽)

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再如圖把這個操作再次進行一遍(圖中的綠色三角形),可知面積比還是2:1;

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所以,如果這個操作次數(shù)是無限次的話,就可以得到下圖中紅色部分與三角形ABC的面積比為2:3;
這個是阿基米德三角形的一個小性質(zhì)(雖然和阿基米德三角形沒啥關系)
其實,如果最開始的M不是特殊的CD中點,而是一個動點,那么三角形ABM與CPQ的面積比仍然為2:1,這個證明也不復雜,讀者可以自己思考;

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那么說這么多都是為了下面這道題做一個鋪墊,這是一道物競題,感謝趙同學給出的一種解法,我在這里給出一種偏數(shù)學的第一題的另解,
大家不妨參考一下,對比一下;

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那么這一期就到這里就結束了,希望大家自己可以用二次函數(shù)來推導引理,真正掌握這個性質(zhì)(切線其實可以理解為聯(lián)立后判別式為0)

阿基米德三角形與實際應用的評論 (共 條)

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