楼主在 2# 楼的笛卡尔坐标系解析法,也可使用复数平面的解析法,即引用复数斜率的一套理论:
Clear["Global`*"];
\!\(\*OverscriptBox[\(b\), \(_\)]\) = b = 0; \!\(\*OverscriptBox[\(c\), \(_\)]\) = c = 11 x;
\!\(\*OverscriptBox[\(e\), \(_\)]\) = e = 5 x; d = y + y I; \!\(\*OverscriptBox[\(d\), \(_\)]\) = y - y I; a = z + z I;
\!\(\*OverscriptBox[\(a\), \(_\)]\) = z - z I;
k := (a - b)/(\!\(\*OverscriptBox[\(a\), \(_\)]\) - \!\(\*OverscriptBox[\(b\), \(_\)]\)); (*复斜率定义*)
Simplify@Solve[{(*EA^2=(CD^2):*)(a - e) (\!\(\*OverscriptBox[\(a\), \(_\)]\) - \!\(\*OverscriptBox[\(e\), \(_\)]\)) == (d - c) (\!\(\*OverscriptBox[\(d\), \(_\)]\) - \!\(\*OverscriptBox[\(c\), \(_\)]\)),(*AE\CD:*)
k == -k,(*\BDE面积=30:*) 1/2*e*y == 30,(*过滤条件:*)x > 0, y > 0, z > 0}, {x, y, z}]
运行结果为:
{{x->2,y->6,z->16}}
(*求△ABC的面积(有点难) *)
(*把B放在原点, 假设C点的坐标是(11c, 0), 那么E点(5c, 0),
由于∠B=45°, 可假设D(d, d), A(a, a), 计算出向量CD, 向量EA,
利用向量的长度相等, 向量内积等于零(垂直), 以及△BDE的面积=30,
列出三个方程, 然后求解三个未知数*)
Clear["Global`*"];(*清除所有变量*)
(*四个坐标点赋值*)
{xa,ya}={a,a};
{xc,yc}={11c,0};
{xd,yd}={d,d};
{xe,ye}={5c,0};
ans=Solve[
{
(xa-xe)^2+(ya-ye)^2==(xd-xc)^2+(yd-yc)^2,(*向量EA与向量CD长度相等*)
(xa-xe)(xd-xc)+(ya-ye)(yd-yc)==0, (*向量EA与向量CD内积等于零*)
1/2*xe*yd==30,(*△BDE面积=30*)
SABC==1/2*xc*ya,(*求△ABC的面积*)
a>d>c>0(*符合几何意义的变量范围*)
},
{a,c,d,SABC}]//FullSimplify;
Grid(*列表显示*)
求解结果如下:a→16 c→2d→6SABC→176 本帖最后由 nyy 于 2023-8-8 10:52 编辑
lsr314 发表于 2019-8-30 20:16
为简化坐标,先不考虑三角形BDE面积等于30这个条件(这个条件独立于其他条件),以E为原点,BC为横轴建立坐 ...
Clear["Global`*"];(*清除所有变量*)
(*利用复数法,A、D、E、C四个点复数赋值,a、d、c是待求的三个变量*)
ZA=a+a*I
ZD=d+d*I
ZE=5c+0*I
ZC=11c+0*I
ans=Solve[{
(*复数EA=DC乘以i(也就是逆时针旋转90°)*)
ComplexExpand@ReIm[(ZA-ZE)-(ZC-ZD)*I]==0,
(*△BDE面积=30*)
1/2*(5c)*d==30,
(*求△ABC的面积*)
SABC==1/2*(11c)*a
},{a,d,c,SABC}]
利用复数,然后列方程组,相对来说不复杂!
所列的方程组相对简单,求解结果
\[\begin{array}{llll}
a\to -16 & d\to -6 & c\to -2 & \text{SABC}\to 176 \\
a\to 16 & d\to 6 & c\to 2 & \text{SABC}\to 176 \\
\end{array}
\]
由那个复数相等得到
{a - 5 c - d, a - 11 c + d} == 0
再结合
1/2*(5 c)*d == 30
就可以求解方程组得到a、c、d三个变量,剩下的一切就都简单了!
补充内容 (2023-8-9 14:04):
{a - 5 c - d, a - 11 c + d} == 0,有这个得到解{{a -> 8 c, d -> 3 c}} 我起初用方程组求解,就会觉得很难!后来换成复数求解,
发现原来也不算难!
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