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S0G16 施爾瓦茲三角形(最小內接周長三角形)

2021-12-02 22:45 作者:学用数学  | 我要投稿

        已知一個三角形,如何找到其內接三角形中周長最小的三角形。這個三角形又叫施爾瓦茲三角形,這個問題可說是將軍飲馬問題的進階版。通過對稱將折線轉為直線,讓我們用GGB來一探究竟。


Part 1 三角形內接三角形


說明:利用【多邊形】、【點】工具構造三角形的內接三角形.

操作:

用【多邊形】工具構造△ABC

在3邊任選點D、E、F,構造△DEF,顯示3邊的數值

文本:DE+EF+FD=空格:d+e+f


Part2 作對稱找點


說明:假定點D為定點,關於AB、BC分別對稱.

操作:

利用【對稱】工具構造點E關於AB的對稱點E',點E關於BC的對稱點E1'

連接E'E1'、E'F、DE1'


Part3 逐次顯示條件


說明:為了讓輔助線依次出現,利用滑動條來實現.

操作:

利用【滑動條】工具構造 hn,範圍0-6,增量1

E'、E'F【進階】設置:hn>0

E1'、DE1'【進階】設置:hn>1

E'E1'【進階】設置:hn>2


Part4 對稱後的定角等腰三角形


說明:對稱後不難發現∠E'BE1'為定角,且等於2∠ABC,△BE'E1'為定角不變的等腰三角形.

操作:

連接BE1'、BE'、BE

度量∠ABC、∠E'BE1'


Part5 用垂足構造內接三角形


說明:要使E'E1'最小,即要使BE1'=BE'=BE最小,所以當BE⊥AC時,有E'E1'的最小值,即C△DEF的最小值.

操作:

利用【垂線】、【交點】工具構造AC高線BH

BE1'、BE'、BE【進階】設置:hn>3

∠ABC、∠E'BE1'【進階】設置:hn>4

垂線及垂足【進階】設置:hn>5


小結 

        施爾瓦茲三角形是三角形的極值問題,在三角形的內角三角形中,以垂足三角形的周長為最短,利用ggb探索幾何最值問題直觀,後續繼續探討有關費馬點等最值問題。


连接

【GGB】https://www.geogebra.org/classic/edhkprq8
【Bili】https://www.bilibili.com/video/BV1ch411x7aT/
【YouTube】https://www.youtube.com/playlist?list=PLXH05kw-i_5J0_eHC_bqZ1NuBvFN_htTf



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