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三角形內的極值問題

三角形內的極值問題

三角形ABC中,AB+AC=2,AD+BC=根號5(AD垂直BC於D),求所有可能三角形?
我知道只有一種..但請說明一下。

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依題意,0 < BC < 2。若固定B,C兩點,則A落在以B,C為焦點,長軸長 = 2 的橢圓上。


現以 a,b,c 分別表示上述橢圓之半長軸長,半短軸長,與半焦距,則
b² + c² =1 (=a²),且 b + 2c ≥ √5 (b ≥ AD,2c =BC) ...(1)


另一方面,由柯西不等式,有:
(b² + c²)(1² + 2²) ≥ (b + 2c)²
即 √5 ≥ b + 2c ...(2)


由(1),(2),b + 2c = √5
等號成立之條件: b/c = 1/2 (由(2)),且A位於短軸端點 (由(1))。


以上條件恰決定一三角形:
AB = AC =1,BC = 4/√5 (AD = 1/√5)



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