jiaon 发表于 2009-10-25 15:54:56

绳圈面积最大问题

很有趣的问题已知一个确定的任意三角形ABC,把一条长度为l的细绳围成一个圈,放进三角形里,求此绳圈能围成的最大面积。
当l>=三角形周长时,围成的最大面积肯定是三角形的面积.
当l<=三角形内切圆周长时,围成的最大面积是三角形内切圆的面积。
当在二者之间时,就不知道是个什么状态了。请各位高手指点。

wayne 发表于 2009-10-25 17:52:45


l<=三角形内切圆周长时,围成的最大面积是三角形内切圆的面积。

应该是$l^2/{4*pi}$吧

geslon 发表于 2009-10-25 20:25:38

当l<=三角形内切圆周长时,围成的最大面积是三角形内切圆的面积。

本文转自:数学研发论坛(bbs.emath.ac.cn)

是啊,楼上补充的很对。这句话显然有问题。等于的时候才是内切圆面积,小于的时候怎么可能呢?

geslon 发表于 2009-10-25 20:38:28

最终图形用语言描述应该是三面贴墙,另外有三段圆弧,而且圆弧的半径相等,三段弧恰好凑成整圆。

jiaon 发表于 2009-10-25 20:39:05

对对 楼上更正的对。

数学星空 发表于 2009-10-25 21:12:33

本帖最后由 数学星空 于 2009-10-26 07:54 编辑

设已知三角形三边长为a,b,c,对应三个角为A,B,C,面积为S,给定绳圈长L,能围成的最大面积为s则
s=S+1/2*r^2*(2*pi-({csc(A/2)}^2*sinA+{csc(B/2)}^2*sinB+{csc(C/2)}^2*sinC))
            其中:r=1/2*{L-(a+b+c)}/{pi-(ctg(A/2)+ctg(B/2)+ctg(C/2)}
         显然,当L=a+b+c时,r=0,s=S(即L刚好围成三角形ABC)
                     当r=L/{2*pi}={a+b+c}/{2*(ctg(A/2)+ctg(B/2)+ctg(C/2))}时,(即L刚
                   好围成内切圆)s=L^2/{4*pi}

〇〇 发表于 2009-10-25 21:41:49

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jiaon 发表于 2009-10-25 22:29:48

s=S+1/2*r^2*(2*pi-({sec(A/2)}^2*sinA+{sec(B/2)}^2*sinB+{sec(C/2)}^2*sinC))
sec不爽,化简一下
s=S+r^2*(pi-tan(A/2)-tan(B/2)-tan(C/2))
顺便问下,这个式子怎么列出来的?

geslon 发表于 2009-10-26 07:30:14

楼上化简成tan? 似乎是ctg?

gxqcn 发表于 2009-10-26 07:34:50

把三角形蘸在肥皂泡里,取出后中间无泡区是面积一定但周长最短的,
以上是我想象的,不知道正确否,
如果成立,可以想象一个逐渐增大的收缩孔的边界形状即为所求。
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