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[提问] 四边形ABCD为正方形,P为射线BC上-一动点, 连接PA、PD, 求PD/PA的最小值?

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发表于 2025-4-8 12:26:04 | 显示全部楼层 |阅读模式

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如图,四边形ABCD为正方形,P为射线BC上-一动点,连接PA、PD, 求PD/PA的最小值.
捕获.PNG

我能想到的就是阿氏圆,以及微积分,别的办法呢?
毋因群疑而阻独见  毋任己意而废人言
毋私小惠而伤大体  毋借公论以快私情
 楼主| 发表于 2025-4-8 15:57:28 | 显示全部楼层
本帖最后由 nyy 于 2025-4-8 16:07 编辑
  1. Clear["Global`*"];(*mathematica11.2,win7(64bit)Clear all variables*)
  2. (*不妨假设正方形边长=1,取极值时,以AD两个点的阿氏圆与直线BC相切*)
  3. AD=DA=1;
  4. DO=OD=x;
  5. R=1;(*阿氏圆半径*)
  6. ans=Solve[{
  7.     (AD+DO)*DO==R^2,(*OA*OD=R^2,半径的平方*)
  8.     (AD+DO)/DO==k^2,(*OA/OD=k^2,比值的平方*)
  9.     x>0&&k>0(*限制变量范围*)
  10. },{x,k}]//FullSimplify
  11. aaa=(1/k)/.ans//FullSimplify
复制代码


求解结果
\[\left\{\left\{x\to \frac{1}{2} \left(\sqrt{5}-1\right),k\to \frac{1}{2} \left(\sqrt{5}+1\right)\right\}\right\}\]

\[\left\{\frac{1}{2} \left(\sqrt{5}-1\right)\right\}\]

上面的关系式见
r^2=a*b
b/a=k^2
https://bbs.emath.ac.cn/forum.ph ... 17109&pid=82830
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发表于 2025-4-8 16:02:41 | 显示全部楼层
本帖最后由 aimisiyou 于 2025-4-8 17:49 编辑

$$\frac{\sqrt{5}-1}{2}$$
420.png

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发表于 2025-4-9 11:45:34 | 显示全部楼层
中学生最容易想到的应该是判别式法。
设BE=x, PD/PA=k<1,则\[
\frac{x^2+1}{(x+1)^2
+1}=k^2\]化为整式\[
(k^2-1)x^2+2k^2x+(2k^2-1)=0
\]k取极值时对应上述关于 x 的二次式的判别式为零,即\[
k^4-3k^2+1=0\\
→k^2+k-1=0
\]
运用阿氏圆容易得到比值最小的驻点条件:∠APD的平分线PE平行于正方形的对角线AC。
根据驻点性质易得 △ABP≌△DAF,于是PD/PA=黄金分割比0.618。
阿氏圆.png
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 楼主| 发表于 前天 22:07 | 显示全部楼层
上传不上来。
先把这个位置占着
等有机会传上来
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