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在平行四边形 ABCD 内部求两个点 E,F,使得 EA+EB+EF+FC+FD 取到最小值

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发表于 2023-5-13 11:38 | 显示全部楼层 |阅读模式


如图,E、F 是平行四边形 ABCD 内部的两个点,求  EA+EB+EF+FC+FD 的最小值。

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 楼主| 发表于 2023-5-13 11:42 | 显示全部楼层
本帖最后由 uk702 于 2023-5-13 11:44 编辑

合理地拍个脑袋,EA+EB+EF+FC+FD 的最小值 在当 E、F  关于平行四边形 ABCD 的中心 O 中心对称时达到,于是问题就简化为求 △OCD 的费尔玛点问题。

不知如何证明(或者否定)。
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发表于 2023-5-13 11:49 | 显示全部楼层
设 O 是平行四边形 ABCD 的中心。

如果 ΔABO 内部有费尔马点,则取这个费尔马点为 E,取 ΔCDO 内部的费尔马点为 F 。
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 楼主| 发表于 2023-5-13 16:08 | 显示全部楼层
本帖最后由 uk702 于 2023-5-13 16:16 编辑

分别以 AB、DC 为边向外作正三角形△ABB' 和正三角形△ DCC',只要选取 E、F,使得 E、F 是 B'C' 位于平行四边形内的部分线段任意两点(假设 B'C' 与平行四边形ABCD 的 AB、CD 边各有一个交点),都有 EA+EB+EF+FC+FD 取最小值   B'C' ?

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发表于 2023-5-13 18:33 | 显示全部楼层
本帖最后由 天山草 于 2023-5-13 18:40 编辑


\(E、F\) 点在 \(B'C'\) 直线上没有错,但不能随意选点。还是应该如陆教授在 3# 楼说的那样,取费马点才行。
以\(BO\)为边向下作正三角形\(BOG\),过\(BOG\)三点作圆,连接\(AG\)交圆于\(E\)点,则\(E\)点即是三角形\(ABO\)的费马点。可以证明\(E\)点也在\(B'C'\) 直线上。
同样可作出三角形\(CDO\)的费马点\(F\)。此时,主帖中所说的五条线段的长度之和的最小值即是 \(B'C'\) 。这时满足条件\(EA+EB=EB'\),如果\(E\)点取在其它位置,例如取在\(M\)点,显然不满足\(MA+MB=MB'\)这个条件,而是\(MA+MB>MB'\)。

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明白了!感谢。  发表于 2023-5-13 19:43

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