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 BC,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 BC)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:

  1. AB邊上向外作正三角形ABG, BC邊上向外作正三角形BCE,在CA邊上向外作正三角形CAD。

  2. 連接線段AEBDCG 只相交於一點FF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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