阿基米德三角形与实际应用
什么是阿基米德三角形呢?
由于最近大家要学习二次函数了,我就来说一说这个特殊的“三角形”,所谓阿基米德三角形就是在抛物线(更一般的二次函数)上任取三点作抛物线的切线,所围成的三角形就是阿基米德三角形;
关于它的诸多性质,我们今天仅拿出面积相关的两个加以叙述,先来看一个引理:
如图,抛物线以F为焦点,O为顶点,E为准线与轴交点,AB为上两点,AC、BC为抛物线切线,D为AB中点,则:
(1)CD与抛物线对称轴平行(图中即x轴);
(2)CD与抛物线交点是CD中点(图中为M);
(3)过M的切线与AB平行;
这三个命题几乎是显然的,在这里不加叙述,读者自证不难(可以将它转化为二次函数的问题,与F、E实际上没有关系,只是为了确定位置)

有了上面的引理我们这样来构造:
如下图P、Q为过M切线与BC、AC交点,由引理,PQ为三角形ABC中位线,故有三角形ABM的面积是CPQ面积的2倍;

再如下图,取AM、BM中点,如上构造,可以得到对应蓝色三角形面积比为2:1;(图中隐藏了部分点的标签)

再如图把这个操作再次进行一遍(图中的绿色三角形),可知面积比还是2:1;

所以,如果这个操作次数是无限次的话,就可以得到下图中红色部分与三角形ABC的面积比为2:3;
这个是阿基米德三角形的一个小性质(虽然和阿基米德三角形没啥关系)
其实,如果最开始的M不是特殊的CD中点,而是一个动点,那么三角形ABM与CPQ的面积比仍然为2:1,这个证明也不复杂,读者可以自己思考;

那么说这么多都是为了下面这道题做一个铺垫,这是一道物竞题,感谢赵同学给出的一种解法,我在这里给出一种偏数学的第一题的另解,
大家不妨参考一下,对比一下;

那么这一期就到这里就结束了,希望大家自己可以用二次函数来推导引理,真正掌握这个性质(切线其实可以理解为联立后判别式为0)