費馬點(托里切利點)
法國數學費馬( Pierre de Fermat,1601-1665 )的職務是律師和公務員,他在閒暇時熱愛研究數學,卻從未發表過研究發現。他幾乎與當時歐洲的數學家通信過,好像是歐洲數學研究進展的交換中心。
西元1638年,笛卡兒邀請費馬研究四個頂點距離是定值的函數問題。1643年,費馬寫信給義大利托里切利
(發明氣壓計)討論費馬點的問題。費馬點的問題如下:
「平面上有三個不在同一條直線上的點A、
B、C,對平面上的一個點P,P到原來的三個點的距離之和PA
+ PB + PC。是否存一點Q,使得
QA + QB +
QC < PA +
PB + PC 呢?」也就是說,要找出三角形一特定點的位置,這個特定點到三個頂點的距離總和為最小。托里切利解決了這個問題,但是在生前並沒有發表,而是他的學生維維亞尼在西元1659年將他的遺作作整理發表。
如果一家公司要選則地點建立辦公室F,辦公室F到附近三個城鎮(A、
B、C)的距離和是最短,那麼辦公室F的地點就是三角形的費馬點。
以沒有內角大於120°的三角形ABC為例,費馬點的作法:
在AB邊上向外作正三角形ABG, 在BC邊上向外作正三角形BCE,在CA邊上向外作正三角形CAD。
連接線段AE、BD、CG
,只相交於一點F,F點即為費馬點。
三角形ABC內費馬點F的性質:
∠AFB=∠BFC=∠CFA=120°
FA+FB+FC=AE=BD=CG
(參考上圖)
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