皮耶·德·费马(PierredeFermat)是一个17世纪的法国律师,也是一位业余数学家。
之所以称业余,是由于皮耶·德·费马具有律师的全职工作。他的姓氏根据法文与英文实际发音也常译为“费尔玛”(注意“玛”字)。
费马最后定理在中国习惯称为费马大定理,西方数学界原名“最后”的意思是:其它猜想都证实了,这是最后一个。
着名的数学史学家贝尔(E.T.Bell)在20世纪初所撰写的着作中,称皮耶·德·费马为”业余数学家之王。
“贝尔深信,费马比皮耶·德·费马同时代的大多数专业数学家更有成就,然而皮耶·德·费马并未在其他方面另有成就,本人也渐渐退出人们的视野,考虑到17世纪是杰出数学家活跃的世纪,因而贝尔认为费马是17世纪数学家中最多产的明星。
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。
“费马点”是指位于三角形内且到三角形三个顶点距离之和最短的点。
若给定一个△ABC的话,从这个三角形的费马点P到三角形的三个顶点A、B、C的距离之和比从其它点算起的都要小。 这个特殊点对于每个给定的三角形都只有一个。
1. 若三角形3个内角均小于120°,那么3条距离连线正好三等分费马点所在的周角,即该点所对三角形三边的张角相等,均为120°。
所以三角形的费马点也称为三角形的等角中心。
2. 若三角形有一内角大于等于120°,则此钝角的顶点就是距离和最小的点。
在1的条件下画图找费马点
如图以任意两边为边向两边做等边三角形ABD和等年三角形ACE,则CD,BE交点P即为所求
2若在≥120°的钝角三角形中,其顶点即是。
另外,当刚好120°,且三角形BCD为等边三角形时,有个结论:AD=AB+AC
我们拓展一道几何题,第二问对很多学生或者老师还是很酥爽的。
2011房山一摸2009石景山
25.(本小题满分7分)
BAC已知:等边三角形ABC
如图1,P为等边△ABC外一点,且∠BPC=120°. 试猜想线段BP、PC、AP之间的数量关系,并证明你的猜想; (2)如图2,P为等边△ABC内一点,且∠APD=120°. 求证:PA+PD+PC>BD
PB3Dx?c与x轴相交于6A我们回到正题:费马点
25.如图,在平面直角坐标系xOy中,点B的坐标为(0,2),点D在x轴的正半轴上,2?ODB?30?,OE为△BOD的中线,过B、E两点的抛物线y?axC?A、F两点(A在F的左侧).
(1)求抛物线的解析式;
(2)等边△OMN的顶点M、N在线段AE上,求AE及AM的长; (3)点P为△ABO内的一个动点,设m?PA?PB?PO,请直接写出m的最小值,以及m取得最小值时,线段AP的长. 2013房山一摸
24.(1)如图1,△ABC和△CDE都是等边三角形,且B、C、D三点共线,联结AD、BE相交于点P,求证:BE=AD.
(2)如图2,在△BCD中,∠BCD<120°,分别以BC、CD和BD为边在△BCD外部作等边三角形ABC、等边三角形CDE和等边三角形BDF,联结AD、BE和CF交于点P,下列结论中正确的是 (只填序号即可)
①AD=BE=CF;②∠BEC=∠ADC;③∠DPE=∠EPC=∠CPA=60°; (3)如图2,在(2)的条件下,求证:PB+PC+PD=BE. 29.阅读下面材料:
小伟遇到这样一个问题:如图1,在△ABC(其中∠BAC是一个可以变化的角)中,AB=2,AC=4,以BC为边在BC的下方作等边△PBC,求AP的最大值。
AAA'小伟是这样思考的:利用变换和等边三角形将边的位置重新组合.他的方法是以点B为旋转中心将△ABP逆时针旋转60°得到△A’BC,连接A’A,当点A落在A’C上时,此题可
CCB解(如图B2). (1)请你回答:AP的最大值是.
(2)参考小伟同学思考问题的方法,解决下列问题: 图2 如图3,等腰Rt△ABC.边AB=4,P为△ABC内部一点,请写出求AP+BP+CP的最小值长的解题思路.
提示:要解决AP+BP+CP的最小值问题,可仿照题目给出的做法.把⊿ABP绕B点逆时针旋转60,得到?A'BP'. ① 请画出旋转后的图形
② 请写出求AP+BP+CP的最小值的解题思路(结果可以不化简).
A2016一月昌平
28.已知,点O是等边△ABC内的任一点,连接OA,OB,OC. (1)如图1,已知∠AOB=150°,∠BOC=120°,将△BOC绕点C按顺时针方向旋转60°得△ADC.
①∠DAO的度数是;
②用等式表示线段OA,OB,OC之间的数量关系,并证明; (2)设∠AOB=α,∠BOC=β.
①当α,β满足什么关系时,OA+OB+OC有最小值?请在图2中画出符合条件的图形,并说明理由;
②若等边△ABC的边长为1,直接写出OA+OB+OC的最小值.
B图3PC
2017年一月昌平
29.如图1,在△ABC中,∠ACB=90°,点P为△ABC内一点.
(1)连接PB,PC,将△BCP沿射线CA方向平移,得到△DAE,点B,C,P的对应点
分别为点D,A,E,连接CE. ① 依题意,请在图2中补全图形;
② 如果BP⊥CE,BP=3,AB=6,求
BBCE的长.
NM(2)如图3,连接PA,PB,PC,求PA+PB+PC的最小值.
PCPBPA图2C图1AC图3A小慧的作法是:以点A为旋转中心,将△ABP顺时针旋转60°得到△AMN,那么就将PA+PB+PC的值转化为CP+PM+MN的值,连接CN,当点P落在CN上时,此题可解.
请你参考小慧的思路,在图3中证明PA+PB+PC=CP+PM+MN. 并直接写出当AC=BC=4时,PA+PB+PC的最小值. 延伸一下 2017年一月
海淀28.在△ABC中,AB=AC,∠BAC=α,点P是△ABC内一点,且?PAC??PCA?接PB,试探究PA,PB,PC满足的等量关系.
AP'PPB C图1图2
B CA?2.连
(1)当α=60°时,将△ABP绕点A逆时针旋转60°得到△ACP?,连接PP?,如图1所示.由△ABP≌△ACP?可以证得△APP'是等边三角形,再由?PAC??PCA?30?可得∠APC的大小为度,进而得到△CPP?是直角三角形,这样可以得到PA,PB,PC满足的等量关系为;
(2)如图2,当α=120°时,请参考(1)中的方法,探究PA,PB,PC满足的等量关系,并给出证明;
(3)PA,PB,PC满足的等量关系为. 2016年顺义一摸
28.已知:在△ABC中,∠BAC=60°.
(1)如图1,若AB=AC,点P在△ABC内,且∠APC=150°,PA=3,PC=4,把△APC绕着点A顺时针旋转,使点C旋转到点B处,得到△ADB,连接DP ①依题意补全图1; ②直接写出PB的长;