如图1,边长为2的正△ABC内有一点P,它到三边的距离分别为PD、PE、PF.求(1)PD+PE+PF的值; (2)PD2+PE2+PF2的最小值; (3)△DEF面积的最大值

问题描述:

如图1,边长为2的正△ABC内有一点P,它到三边的距离分别为PD、PE、PF.求(1)PD+PE+PF的值; (2)PD2+PE2+PF2的最小值; (3)△DEF面积的最大值
第一问我已经做出来了,只要把第二问和第三问做出来就行了

解;
面积不变可得:三个小面积 的和 等 大三角形的面积
S=(1/2)*(PD+PE+PF)*2 = (1/2)*2*2*cos60°
PD+PE+PF = √3
2,
PD²+PE²+PF² 的最小是,就是三者相等的的时候:
(PD²+PE²+PF² )min = 3 * (√3/3)² = 1
3,
面积的最大值,就是三边相当的时候,就是点P在三角形内最中心.
这时候,△DEF的边长都是1.
Smax= (1/2)* 1*1*cos60°
Smax= √3、4第一问你用的方法是9年级下学期的内容,但要用上学期之前所学的内容解答,直接用面积法就可以证明三边之和等于等边三角形的高,也就是根号3,还有你的第二问不要用高中的不等式证明。举个例子,a+b =2 那么a2+b2的最小值是多少呢?a2+b2=(a+b)2 - 2ab =4 - 2ab = 4 - 2a(2-a)=2a2 - 4a +4=2(a-1)2 +2就是说当a=1的时候,a2+b2最小,这时候b的值呢?是不是也是1?那就说明ab相等的时候,a2+b2 最小。这是一个结论,就是a+b+c+...+n=P,如果P是个定值的话,那么a2+b2+c2+...+n2的最小是,就是当a=b=c=...=n的时候。每个值都想等才最小。这是一个结论,所以第二问的答案就是这样来的。第三问的证明,还是看第二问,a2+b2=(a+b)2 - 2ab 这时候求的是a2+b2 的最小值,那么(a+b)2 =4是不是个定值?既然是定值,那么求的2ab是不是就是最大值,只有2ab最大的时候,a2+b2 才最小啊,所以求a2+b2最小的时候,就间接求了ab的最大值。那么为什么求ab的最大值呢,设三角形ab边的夹角是α这个是和面积相关的,面积S=(1/2)*a*b*cosα,这个面积可以用三种表示S=(1/2)*a*c*cosβ,S=(1/2)b*c*cosγ,是不是三种表示求的都是一个三角形DEF的面积,那么相加,就是三倍的面积。这时候三倍面积最小,也是一个面积最小。三个面积表达式相加的时候,什么情况下最小?当然是等边三角形的时候了。所以有了第三问的结论。