50道经典立体几何难题(一道立体几何压轴题引出的费马点)(1)

50道经典立体几何难题(一道立体几何压轴题引出的费马点)(2)

费马问题(Fermat problem)是著名的几何极值问题。费马(Fermat , P. de)曾提出一问题征解:“已知一个三角形,求作一点,使其与这个三角形的三个顶点的距离之和为极小。”它的答案是:当三角形的三个角均小于120°时,所求的点为三角形的正等角中心;当三角形有一内角大于或等于120°时,所求点为三角形最大内角的顶点。在费马问题中所求的点称为费马点。

50道经典立体几何难题(一道立体几何压轴题引出的费马点)(3)

分别以三边为边作正三角形,则AE,BD,GC交于一点O,O就是费马点。

且OA+OB+OC=AE=BD=CG如图:

50道经典立体几何难题(一道立体几何压轴题引出的费马点)(4)

简证

50道经典立体几何难题(一道立体几何压轴题引出的费马点)(5)

费马点问题最早是由法国数学家皮埃尔·德·费马在一封写给意大利数学家埃万杰利斯塔·托里拆利(气压计的发明者)的信中提出的。托里拆利最早解决了这个问题,而19世纪的数学家斯坦纳重新发现了这个问题,并系统地进行了推广,因此这个点也称为托里拆利点或斯坦纳点,相关的问题也被称作费马-托里拆利-斯坦纳问题。这一问题的解决极大推动了联合数学的发展,在近代数学史上具有里程碑式的意义。

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