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作者 kku6869 (kku6869) 看板 Math 標題 [中學] 多邊形面積 時間 Thu Sep 29 10:48:50 2011 ─────────────────────────────────────── 請問一下... 等周長的多邊形 以正多邊形面積為最大嗎? 例如..... 任意等周長六邊型形中 以正六邊形面績最大嗎? 如何證明? 作者: JohnMash (Paul) 看板: Math 標題: Re: [證明] 幾題證明、排組請教大家 時間: Thu Sep 29 11:14:42 2011 ※ 引述《kusoayan (瑋哥)》之銘言: : 6. : 證明n邊形中 若周長相等 則 面積最大者為正n邊形 反證法 設ABC...H 為n邊形頂點 且它不是正n邊形 則至少有兩個邊 是不等長且相鄰 可設為 AB 及 BC 取B'為 AB'=B'C=(AB+BC)/2 則 AB'C...H 為n邊形 周長與 ABC...H 相等 但面積較大 得證 -- ※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc) ◆ From: 112.104.172.107
kusoayan :那如果我取一個n邊形 然後拿兩個鄰邊出來討論 03/12 18:07
kusoayan :也就是會形成一個三角形 03/12 18:07
kusoayan :然後討論這個三角形當兩個鄰邊等長的時候面積才會最 03/12 18:08
kusoayan :大 這樣也是OK的嘛? 會不會不嚴謹@@? 03/12 18:08
Sfly :不是正n邊形也可以邊長相等 03/12 19:04
Sfly :但是證明等邊長是第一步沒錯 03/12 19:06
由於Sfly的指正 我們把後續的問題進一步處理 前面我們已經證明 n邊形必須是等邊形才可能是最大 現在 我們要證明等角(n≧5, n=3,4很容易) 不妨假設 n邊形 ABCDE...H 的邊長均為1 固定A,D,E...H 但是 B,C 可動, 考慮四邊形ABCD的面積 AB=BC=CD=1, 令AD=b為定值(b≧1,否則是凹多邊形) 令∠ABC=β, ∠CDA=δ 則四邊形ABCD面積K為 (1/2)sinβ+(1/2)b sinδ=K.............(1) 限制條件由CA的長度給出 [2 sin(β/2)]^2=(b-cosδ)^2+sin^2 δ 即 2(1-cosβ)=b^2-2b cosδ+1.............(2) (1),(2) 可整理成 sinβ+b sinδ=2K...................(3) -cosβ+b cosδ=(b^2-1)/2............(4) (3式)^2+(4式)^2 得 1-2b cos(β+δ)+b^2=4K^2+(b^2-1)^2/4 故 K 的極大值 發生在 cos(β+δ)=-1 β+δ=π 證畢 -- ※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc) ◆ From: 112.104.170.38
kusoayan :謝謝 受教了!! 03/13 20:40
-- ※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc) ◆ From: 112.104.171.13
oNeChanPhile:推!! 09/30 02:56
kku6869 :想請問 為何β+δ=π 就可以說明等角? 09/30 23:22
kku6869 :不過真要推到這樣的式子 真的還是令人佩服~~ 09/30 23:22
because β+δ=π, A,B,C,D lie on a circle. Hence, arc AB, BC, CD have the same central angle. How about that? ※ 編輯: JohnMash 來自: 112.104.214.168 (10/01 21:22)