國立屏北高級中學 99 學年度第一次教師甄選(清華原住民教育實驗專班)
第 2 題:有一線段長 15,以此線段做一正三角形、一正方形和一圓,請問三者面積和的最小值為何.
解答:
設正三角形邊長為 a、正方形邊長為 b、圓的半徑為 c,
則 3a+4b+2\pi c=15,
題目所求三者的面積為 \displaystyle \frac{\sqrt{3}a^2}{4}+b^2+\pi c^2,
由科西不等式可得
\displaystyle \left(\left(\frac{6}{\sqrt[4]{3}}\right)^2+\left(4\right)^2+\left(2\sqrt{\pi}\right)^2\right)\left(\left(\frac{\sqrt[4]{3} a}{2}\right)^2+\left(b\right)^2+\left(\sqrt{\pi} c\right)^2\right)\geq\left(3a+4b+2\pi c\right)^2
\displaystyle\Rightarrow \mbox{三者面積和}\geq\frac{225}{12\sqrt{3}+16+4\pi}
且當等號成立時,若且唯若 .....((這一段不寫了啦~~應該可以自己檢查等號是有可能成立的!感謝~:P))