求助:用海伦定理证明三角形周长一定时,等边三角形面积最大

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/09/22 07:46:53
谢谢!!

这个用均值不等式即可证明

假设三角形的三边为a、b、c,记p=(a+b+c)/2,根据海伦公式,三角形的面积S=√[p*(p-a)*(p-b)*(p-c)]
在周长一定即p一定的情况下,根据三元均值不等式:xyz<=((x+y+z)/3)^3 (x, y, z是非负数)有:
(p-a)*(p-b)*(p-c)<=[(p-a)+(p-b)+(p-c)]^3/27=p^3/27,当p-a=p-b=p-c即a=b=c时候取等号,于是S<=(√3/9)p^2

附:关于均值不等式,请参考:http://baike.baidu.com/view/441784.htm
三元的证明如下:
(x+y+z)^3-27xyz=(x+y+z)(x^2+y^2+z^2-xy-yz-zx)+3x(y^+z^2-2yz)+3y(z^2+x^2-2zx)+3z(x^2+y^2-2xy)>=0
四部分每部分都是非负数,移项变形即得

一下用SQRT()表示根号
周长一定,即P为常数

sqrt((p-a)(p-b)(p-c))
<=sqrt((((p-a)+(p-b)+(p-c))/3)^3)
=sqrt((1/3*p)^3) (均值不等式)

所以三角形面积=
sqrt(p(p-a)(p-b)(p-c))
<=sqrt(p^4/27)
=sqrt(3)/9*p^2

当且仅当p-a=p-b=p-c
即a=b=c时
不等式取到等号

所以命题得证