1樓:Shin
用反證法。
對於三角形 ,我們先取 中點 , 中點 , 中點 。那麼顯然 。
那麼我們假設在 上存在 滿足 ,且 不與 重合。即與至少有兩組頂點不同。
顯然 。
1. 若有一組頂點相同。不妨假設 ,那有
我們再分兩種情況。
1.1那麼 只能在 上,否則 DF" eeimg="1"/>或者 DE" eeimg="1"/>
然而此時 \angle EDF" eeimg="1"/>,矛盾。
1.2 90^\circ" eeimg="1"/>
同上,顯然 不可能同時在 的一側,否則無法滿足
那假設 在 上, 在 上。
然而此時 90^\circ" eeimg="1"/>,所以 DE" eeimg="1"/>,矛盾。
所以不可能有一組頂點相同。
2. 無頂點相同。那有
分兩種情況。
2.1 假設這三個命題
i.在 , 在 ;
ii. 在 , 在 ;
iii. 在 , 在
至少有乙個為真。
不妨設在 , 在 。然後設 在 。
如果 ,那麼 1" eeimg="1"/>, EF" eeimg="1"/>。矛盾。
如果 ,分三種情況。
2.1.1 若。如果 \frac" eeimg="1"/>,過 做 的平行線交 與 ,
那麼顯然 EF" eeimg="1"/>, 90^\circ" eeimg="1"/>。則有 GK > EF" eeimg="1"/>。矛盾。
如果 則過 做的平行線交 與 ,同理會得到矛盾。
2.1.2 如果 90^\circ" eeimg="1"/>
類似2.1.1 容易證得 。矛盾。
2.1.3 如果 90^\circ" eeimg="1"/>
設 交 於 。注意此時應該有 ,否則過 做 的平行線交 於 ,有 JM \geq MN = FE" eeimg="1"/>,矛盾。
過 做 的平行線 。注意 應在 內部因為 。
同樣的,過 做 的平行線交 於 。顯然有
設則 到 的距離 為
類似的有
由於 ,有
所以 同理
兩式相除得
由正弦定理, ,所以 ,即 ,然而若 ,則 , 與 重合,矛盾。
2.2 既然2.1不成立,那麼只剩下
在 上, 在 上, 在 上。或者在 上, 在 上, 在 上。這兩種情況等價,我們假設為第一種情況。
我們假設
並且設則 所以
同理,則 ,矛盾。
綜上所述,所有情況都會產生矛盾,則原假設不成立。即 和 一定重合,原命題得證。
我比較菜,幾何法的話暫時只能想到這種方法了。大佬們應該能給出更漂亮的證明。
順便這題讓我想到了另外一道題,是IBM Ponder This 2023年8月的題目。
IBM Research | Ponder This | August 1998 Challenge
如何解這道題
yyx 做這種題就是把左右邊湊成形式一樣的東西,然後就可以發現整體變成了乙個等差或等比數列,從而進行求解 注 為方便書寫,以下用a表示an,用b表示an 1,c d為待定係數 對等式兩邊同時加上乙個c後取倒數 目的是為了保持右側形式不變的情況下,把左邊弄成類似的形式,技巧性較強 1 a c 3b 1...
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