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費馬點的證明與背景(證明要有圖)

費馬點的證明

如圖,在△ABC中,P為其中任意壹點。連接AP,BP,得到△ABP。

合並圖冊

合並圖冊(2張)

以 點B為旋轉中心,將 △ABP逆時針旋轉 60°,得到△EBD

∵旋轉60°,且BD=BP,

∴△DBP 為壹個等邊三角形

∴PB=PD

因此, PA+PB+PC=DE+PD+PC

由此可知當E、D、P、C 四點***線時, 為PA+PB+PC最小

若E、D、P***線時,

∵等邊△DBP

∴∠EDB=120°

同理,若D、P、C***線時,則 ∠CPB=120°

∴P點為滿足∠APB=∠BPC=∠APC=120° 的點。

歷史背景

皮耶·德·費馬(Pierre de Fermat)是壹個17世紀的法國律師,也是壹位業余數學家。之所以稱業余,是由於皮耶·德·費馬具有律師的全職工作。他的姓氏根據法文與英文實際發音也常譯為“費爾瑪”(註意“瑪”字)。費馬最後定理在中國習慣稱為費馬大定理,西方數學界原名“最後”的意思是:其它猜想都證實了,這是最後壹個。

著名的數學史學家貝爾(E. T. Bell)在20世紀初所撰寫的著作中,稱皮耶·德·費馬為”業余數學家之王“。貝爾深信,費馬比皮耶·德·費馬同時代的大多數專業數學家更有成就,然而皮耶·德·費馬並未在其他方面另有成就,本人也漸漸退出人們的視野,考慮到17世紀是傑出數學家活躍的世紀,因而貝爾認為費馬是17世紀數學家中最多產的明星。

費馬點問題最早是由法國數學家皮埃爾·德·費馬在壹封寫給意大利數學家埃萬傑利斯塔·托裏拆利(氣壓計的發明者)的信中提出的。托裏拆利最早解決了這個問題,而19世紀的數學家斯坦納重新發現了這個問題,並系統地進行了推廣,因此這個點也稱為托裏拆利點或斯坦納點,相關的問題也被稱作費馬-托裏拆利-斯坦納問題。這壹問題的解決極大推動了聯合數學的發展,在近代數學史上具有裏程碑式的意義。