高校一年生です。数学1Aと三角関数、微分はもうできます。 次の問題の解き方を教えてください。
三角形ABCがある AB=BC=1 CA=aとする。 この三角系の周上から二点P、Qをとりちょうど三角形の面積を二等分するとき、このPQの長さの最小値をaを用いて表せ。
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No.24335 - 2014/02/12(Wed) 19:23:23
| ☆ Re: 宿題(自由課題) / らすかる | | | ABの中点をF、BCの中点をD、CAの中点をEとすると、 P=BのときQ=E PをBからFまで動かすとQはEからCまで動く P=FのときQ=C PをFからAまで動かすとQはCからDまで動く P=AのときQ=D のようになりますね。 従って PがBF上(端点を含む)にあるときにEC上にあるQの位置を求めてPQの最小値を求め、 PがFA上(端点を含む)にあるときにCD上にあるQの位置を求めてPQの最小値を求めれば その小さい方が答えになりますね。
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No.24345 - 2014/02/13(Thu) 03:13:21 |
| ☆ Re: 宿題(自由課題) / _ | | | 最初から計算という方針だと、 AP=p,AQ=qとでもして、 △ABC=2△APQ によりp,qの関係式が分かるので、これを使って △ABCと△APQについてcos∠Aを2通りに表すことでPQ,a,p,qの式が表せます。これによりPQの最小値を考えられます。
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No.24348 - 2014/02/13(Thu) 05:23:53 |
| ☆ Re: 宿題(自由課題) / らすかる | | | > _さん PがAB上、QがBC上の場合はAP=p,AQ=q,△ABC=2△APQではなく BP=p,BQ=q,△ABC=2△BPQですね。 (多分その後の計算は同様だと思いますが。)
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No.24349 - 2014/02/13(Thu) 06:26:44 |
| ☆ Re: 宿題(自由課題) / _ | | | >らすかるさん
その通りでした… 思い込みで問題文と違う記号の振り方をしないように注意、という悪い見本ですね。
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No.24350 - 2014/02/13(Thu) 06:53:04 |
| ☆ 参考 / angel | | | 角θ(一定)を挟む辺がx,y、残りがzという三角形で面積1/2・xysinθが一定という状況の場合。 余弦定理から z^2=x^2+y^2-2xycosθ でxy一定ですから、x^2,y^2の相加相乗平均的に、x=yの時、つまり二等辺三角形の時が、z最小です。 また、z^2=(x-y)^2+2xy(1-cosθ) と変形できることから、x=yの時z最小もそうですが、x,yが近いほどzが小さくなる傾向が見てとれます。
以上の話から、今回の問題では、△APQ, △BPQが二等辺三角形になる時のPQの二通りを比較すれば十分であると言えます。( △CPQは△BPQと同じ話になるため、省略 ) ただ、ある程度aが小さいと、具体的には1/2未満の場合、二等辺三角形BPQが作れませんから、P=C, Q=F とした△BCFを代わりに考えます。( FはABの中点 ) BP, BQの長さが近いほどPQも小さくなりますから、二等辺三角形が無理なら、これが最小なのです。
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No.24351 - 2014/02/13(Thu) 07:32:59 |
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