ejsoon 发表于 2023-8-5 17:22:15

如何用一對相互垂直的直線,四等分一個邊長為三、四、五的三角形?

如何用一對相互垂直的直線,四等分一個邊長為三、四、五的三角形?

有解且唯一。

王守恩 发表于 2023-8-9 10:11:45

我来试试,请查验。
三角形ABC,BC=3,CA=4,AB=5。一条直线: x在CB,z在AC,   一条直线: w在AB,z+y在AC,
{{x -> 1.81456609, y -> 2.66702948, z -> 0.693424377, w -> 2.97578852, a -> 0.643501109, b -> 1.06889409}}
N==4/3, Cot==x/(4-z), Sin/Sin==w/(y+z), x(4-z)==w(y+z)Sin==y y Sin==6,1>a>0,Pi>b>0,4>y>0},{x,y,z,w,a,b}],9]

nyy 发表于 2023-8-9 10:24:02

题目我都没读懂。你自己明白了吗?

mathe 发表于 2023-8-9 13:12:32


a=0.79128784747792000329402359686400424449

mathe 发表于 2023-8-10 10:57:58

换成面积就不唯一了,比如我们可以同样先限定有长度为4的边上有两个端点的情况
可以有如下两种

c=0.15504752683463430752682441945497006791
        u=0.47983752362132696460638958391562514150
        a=2.3036644976390638547682324247873339740
        b=2.6045459337282693017388143535481352753


c=0.63954614724828167051759250935868659606
        u=0.40484229582194868217559727099611627023
        a=3.3065756225153436171769519661006322736
        b=1.8145660904122140616690028773106511642

实部是可以长度为5的边上有两个端点或其它更多情况还没有计算过

mathe 发表于 2023-8-10 16:07:26

b=6/a
u=(c-2)/(c-4)
(6*a^3 - 6*c*a^2)/(a^4 + 36)*(a-c)-3=0 =>(3*a^4 - 12*c*a^3 + 6*c^2*a^2 - 108)=0
(4*u-c)*(a-0)+(3*(1-u)-0)*(0-b)=0 => ((-a*c^2 + 8*a*c - 8*a)*a + 36)=0

得出
a^8 - 32*a^7 + 224*a^6 - 512*a^5 - 248*a^4 + 3456*a^3 - 5760*a^2 + 1296=0
得出
a1=0.57409937260508065080987276515851946679
        c=7.9753214092945178198155421485936941199,(要求0<c<a,舍去)
a2=3.3065756225153436171769519661006322736
        c=0.63954614724828167051759250935868659606 或 c=5.9736050977824055638363114228425779512(舍去)

王守恩 发表于 2023-8-10 19:43:45

面积4等分只有唯一解, 周长4等分也只有唯一解。跟上mathe, 记直角在原点。
(面积):NSolve[{Sin == 4/5, w/Cos == (x + y)/Sin, z/Sin == (4 - x)/Cos, w(x + y) ==6, z(4-x)Cos==6, y^2Sin==6, 4>y>0,1>a>0,Pi>b>0},{x,y,z,w,a,b}]
(周长):NSolve[{Sin == 4/5, w/Cos == (x + y)/Sin, z/Sin == (4 - x)/Cos, w+(x + y)==6, z + (4 - x) ==6,y == 3,1 > a > 0, Pi/2 > b > 0},{x,y,z,w,a,b}]
(面积):{{x -> 0.639546, y -> 2.66703, z -> 2.97579, w -> 1.81457, a -> 0.927295, b -> 1.06889}} 其中:x+y=3.30658,
(周长):{{x -> 0.791288, y -> 3.00000, z -> 2.79129, w -> 2.20871, a -> 0.927295, b -> 1.04329}}

ejsoon 发表于 2023-8-10 23:07:16

感謝各位大神的參與和解答!

gxqcn 发表于 2023-8-11 13:29:18

推广一下:在平面上,对于任意一条连续封闭曲线,是否必定存在一个十字线,可将其周长四等分?是否必定存在一个十字线,可将其所围面积四等分?
再进一步:推广到空间情形,寻找三个相互垂直的平面,将已知物体表面积或体积八等分。

hujunhua 发表于 2023-8-11 14:13:01

gxqcn 发表于 2023-8-11 13:29
推广一下:在平面上,对于任意一条连续封闭曲线,是否必定存在一个十字线,可将其周长四等分?是否必定存在 ...

需要作些限制,不能太任意。平面上的,至少要限于简单闭曲线。
可以先讨论凸闭曲线,又称为卵形线。
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