Bài toán đẳng chu , bất đẳng chu trong mặt phẳng sơ cấp

61 1.1K 0
Bài toán đẳng chu , bất đẳng chu trong mặt phẳng sơ cấp

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Thông tin tài liệu

Bài toán đẳng chu , bất đẳng chu trong mặt phẳng sơ cấp có lịch sử lâu đời từ thế kỉ thứ IV, III

Khoá luận tốt nghiệp GVHD: PGS.TS Lê Anh Vũ SVTH: Lê Thanh Bình Trang: 1 MỤC LỤC MỤC LỤC 1 LỜI NÓI ĐẦU . 2 CHƯƠNG I: BẤT ĐẲNG THỨC ĐẲNG CHU TRONG MẶT PHẲNG CẤP 3 1. Bài toán đẳng chu tổng quát trong mặt phẳng . 3 1.1. Dạng phát biểu gốc 3 1.2. Dạng phát biểu tương đương . 3 1.3. Chứng minh sự tương đương của hai phát biểu trên . 4 2. Định lý ( Bất đẳng thức đẳng chu tổng quát trong mặt ph ẳng) 4 3. Vài phép chứng minh bất đẳng thức đẳng chu tổng quát trong mặt phẳng . 5 3.1. Phép chứng minh cấp của Steiner 5 3.2. Phép chứng minh cao cấp 8 CHƯƠNG II: MỘT SỐ BÀI TOÁN ĐẲNG CHU TRONG HÌNH HỌC PHẲNG CẤP 12 1. Các bài toán về diện tích lớn nhất .12 1.1. Loại gốc .12 1.2. Loại mở rộng 22 2. Các bài toán về chu vi nhỏ nhất 39 2.1 Loại gốc 39 2.2 Loại mở rộng .43 PHẦN KẾT LUẬN 60 TÀI LIỆU THAM KHẢO 61 Khố luận tốt nghiệp GVHD: PGS.TS Lê Anh Vũ SVTH: Lê Thanh Bình Trang: 2 LỜI NĨI ĐẦU - - - \[ - - - Bài tốn đẳng chubất đẳng thức đẳng chu có lịch sử lâu đời từ thế kỷ thứ IV, III trước cơng ngun nhưng hiện nay đang hồi sinh và phát triển mạnh mẽ. Bất đẳng thức đẳng chu trong mặt phẳng cấp được biết đến từ thời cổ đại nhưng mới chỉ được chứng minh tương đối chặt chẽ trong nửa đầu c ủa thế kỷ XIX và được chứng minh hồn tồn chặt chẽ bằng nhiều cách khác nhau trong thế kỷ XX. Bất đẳng thức đẳng chu trong khơng gian cấp có phép chứng minh khó và phức tạp hơn rất nhiều. Mục đích của khóa luận là giới thiệu một vài phép chứng minh đầy đủ về bất đẳng thức đẳng chu trong mặt phẳng cũng như trong khơng gian đồng thời tổng hợp một lớp bài tốn đẳ ng chu phẳng và khơng gian. Tuy nhiên, vì thời gian khơng cho phép chúng tơi tự ý thu hẹp đề tài, chỉ trình bày một số phép chứng minh bất đẳng thức đẳng chu trong mặt phẳng và một lớp các bài tốn đẳng chu phẳng. Vì vậy, khóa luận có tên là: BÀI TỐN ĐẲNG CHUBẤT ĐẲNG THỨC ĐẲNG CHU TRONG MẶT PHẲNG CẤP. Hy vọng trong thời gian tới khi có điều kiện nghiên cứu sâu hơn chúng tơi sẽ quay trở lại tìm hiểu vấn đề ở mức độ nâng cao h ơn trong khơng gian. Cụ thể, nội dung khóa luận gồm hai chương: Chương 1 : Bất đẳng thức đẳng chu trong mặt phẳng cấp. Chương 2 : Một số bài tốn đẳng chu trong hình học phẳng cấp. Mặc dù đã rất cố gắng nhưng bản khóa luận có thể còn có sai sót, rất mong q thầy cơ và các bạn đồng mơn vui lòng chỉ bảo. Để hồn thành bản Khóa luận này, tơi đã được sự hướng dẫn nhiệt tình của Phó Giáo sư – Tiến sĩ Lê Anh Vũ, sự giúp đỡ và chỉ bảo về thủ tục của các Thầy cơ trong Khoa Sư phạ m nói chung và Bộ mơn Tốn nói riêng. Tơi xin chân thành cảm ơn q thầy cơ! Xin kính chúc q thầy cơ nhiều sức khỏe, hạnh phúc và cơng tác tốt! SV thực hiện: Lê Thanh Bình Khố luận tốt nghiệp GVHD: PGS.TS Lê Anh Vũ SVTH: Lê Thanh Bình Trang: 3 Chương I BẤT ĐẲNG THỨC ĐẲNG CHU TRONG MẶT PHẲNG CẤP - - - \[ - - - Chương này giới thiệu bài tốn và bất đẳng thức đẳng chu trong mặt phẳng sơ cấp. Đối với bài tốn phẳng, chúng ta đưa ra chi tiết hai phép chứng minh, một chứng minh cấp của Steiner ( mà còn chưa chặt chẽ) và một chứng minh cao cấp hồn tồn chặt chẽ có sử dụng các kiến thức của giải tích nhiều biến và hình học vi phân cổ điển. 1. BÀI TỐN ĐẲNG CHU TỔNG QT TRONG MẶT PHẲNG Bài tốn đẳng chu được biết đến từ thời cổ đại. Bằng vẻ đẹp tự nhiên của mình, bài tốn đẳng chu có một lịch sử vơ cùng hấp dẫn (xem [1]). Cơng trình cốt yếu nhất giới thiệu được một chứng minh tương đối chặt chẽ cho bài tốn đẳng chu được cơng bố năm 1841 bởi Jacob Steiner (1796-1863). Vào thời gian đó, bài tốn đẳng chu là trung tâm của các cuộc tranh chấp giữa hai phương pháp: giả i tích (tức là dùng các phép tính vi phân) và phương pháp tổng hợp của hình học thuần túy. Mặc dù thừa nhận giá trị của phương pháp giải tích, Steiner chỉ dùng phương pháp tổng hợp. Chứng minh của Steiner có một thiếu sót mà sau này được chỉnh lý lại bằng phương pháp giải tích. Để hiểu rõ hơn bản chất của bài tốn đẳng chu, trước hết chúng ta phát biểu bài tốn dưới hai dạng tương đương. 1.1.DẠNG PHÁT BIỂU GỐC Ch ứng minh rằng trong tất cả các hình phẳng với chu vi đã cho, hình tròn có diện tích lớn nhất. 1.2. DẠNG PHÁT BIỂU TƯƠNG ĐƯƠNG Chứng minh rằng trong tất cả các hình phẳng với diện tích đã cho, hình tròn có chu vi nhỏ nhất. Khoá luận tốt nghiệp GVHD: PGS.TS Lê Anh Vũ SVTH: Lê Thanh Bình Trang: 4 1.3. CHỨNG MINH SỰ TƯƠNG ĐƯƠNG CỦA HAI PHÁT BIỂU TRÊN Định lý 1 Hai phát biểu trên tương đương. Chứng minh Để tiện, ta ký hiệu phát biểu gốc là A, phát biểu còn lại là B. • Giả sử A đúng. Ta cần chứng tỏ B cũng đúng. Thật vậy, giả sử phản chứng rằng B sai. Khi đó, đối với hình tròn C đã cho, tồn tại một hình phẳng F có cùng diện tích với C nhưng chu vi nhỏ hơ n chu vi của C. Ta co rút C về đường tròn C’ có cùng chu vi với F. Lúc đó diện tích của C’ nhỏ hơn diện tích của C, do đó cũng nhỏ hơn diện tích của F. Điều này mâu thuẫn với tính đúng của A. Mâu thuẫn này chứng tỏ B phải đúng. Tức là A kéo theo B. • Khẳng định ngược lại rằng B kéo theo A được lập luận tương tự.  Bài toán đẳng chu liên quan mật thiết với bất đẳng thứ c đẳng chu trong mặt phẳng mà chúng ta sẽ phát biểu và chứng minh dưới đây. Nếu bất đẳng thức đẳng chu đã được chứng minh thì hệ quả hiển nhiên của nó là bài toán đẳng chu được giải quyết. Ngược lại, nếu bài toán đẳng chu đã được chứng minh thì lập tức suy ra ngay bất đẳng thức đẳng chu. 2. ĐỊNH LÝ (BẤT ĐẲNG THỨC ĐẲNG CHU TRONG MẶT PHẲNG) Cho hình phẳng đơn liên tùy ý C có diện tích bằng A (đvdt) và chu tuyến là một đường cong khép kín, 1 C - từng khúc với chiều dài bằng hằng số L (đvđd). Khi đó ta có 2 4 A LΠ ≤ . Dấu “=” xảy ra khi C là hình tròn. Khoá luận tốt nghiệp GVHD: PGS.TS Lê Anh Vũ SVTH: Lê Thanh Bình Trang: 5 3. VÀI PHÉP CHỨNG MINH BẤT ĐẲNG THỨC ĐẲNG CHU TRONG MẶT PHẲNG 3.1. PHÉP CHỨNG MINH CẤP CỦA STEINER 3.1.1. Bao lồi và lý do tại sao bất đẳng thức đẳng chu chỉ cần phải chứng minh trong trường hợp miền lồi Bao lồi của miền Ω , ký hiệu là  Ω , được định nghĩa là tập lồi nhỏ nhất chứa Ω . Do đó  Ω = ∩{K / K là miền lồi phẳng chứa Ω }. Nếu Ω lồi thì  Ω=Ω . Giả sử miền Ω không lồi, ta có thể xây dựng một miền lồi chứa Ω mà diện tích lớn hơn nhưng chu vi nhỏ hơn chu vi của Ω . Do đó, ta chỉ cần chứng minh bất đẳng thức đẳng chu đối với các miền lồi. Điều này được biện minh bởi bổ đề dưới đây. 3.1.2. Bổ đề 1 Cho Ω là hình phẳng đóng, bị chặn được bao quanh bởi đường cong khép kín 1 C - từng khúc với bao lồi là  Ω . Khi đó ta luôn có:  ( ) ()  () ( ) () () ( ) () iS S ii L L Ω≥ Ω ∂ Ω≤ ∂Ω Nếu Ω không lồi, các bất đẳng thức trên là nghiêm ngặt. Chứng minh Đặt  K =Ω . K phải chứa mọi điểm của Ω và chứa những đoạn thẳng nối hai điểm phân biệt bất kỳ của Ω . Tập các điểm trong của K không thuộc Ω được phân hoạch thành các thành phần liên thông i O rời nhau: int( ) i i KO−Ω= U . Nếu Ω lồi, i i O U là tập rỗng. Mỗi điểm XK ∈∂ có Ω  Ω Khoá luận tốt nghiệp GVHD: PGS.TS Lê Anh Vũ SVTH: Lê Thanh Bình Trang: 6 thể thuộc ∂Ω hoặc không. Nếu X ∉∂Ω , áp dụng định lý Caratheodory, X là một điểm nằm trên đường thẳng 2 d ⊂  sao cho K nằm về một phía của d và tồn tại các điểm , ii YZ d ∈∂Ω∩ để X nằm giữa , ii YZ . Giả sử i O là miền giữa d và Ω .Vì X ∉∂Ω nên i O chứa một phần hình tròn lân cận của X (có diện tích dương). Do đó ta có: ( ) ( ) ( ) ( ) i i SK S SO S= Ω+ > Ω ∑ . Bây giờ ta cắt biên Ω thành hai phần tại , ii YZ . Đặt i Γ là phần của ∂Ω từ i Y đến i Z dọc i O∂ . Đặt iii OΛ =∂ −Γ là đoạn thẳng từ Y i đến i Z . Khi đó ( ) ( ) ii LL Λ <Γ . Mặt khác ( ) i i KO=Ω∪ U . Suy ra ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ii i LK L L L L∂=∂Ω+ Λ−Γ≤∂Ω ∑ . 3.1.3. Bổ đề 2 Trong tất cả các tam giác có độ dài hai cạnh cho trước a và b, tam giác vuông có diện tích lớn nhất. Chứng minh Giả sử tam giác ABC có độ dài hai cạnh , BCaACb= = và diện tích bằng S. Khi đó ta có: 11 sin 22 SabCab=≤ . Dấu “=” xảy ra khi và chỉ khi: () sin 1 2 CC π ⎛⎞ =⇔ = ⎜⎟ ⎝⎠ . Tức là S lớn nhất khi và chỉ khi tam giác ABC vuông tại C.  i Γ i Λ i O i Z i Y Ω d Khoá luận tốt nghiệp GVHD: PGS.TS Lê Anh Vũ SVTH: Lê Thanh Bình Trang: 7 3.1.4. Bổ đề 3 Nếu hình phẳng đóng, bị chặn và lồi A bị chia bởi một dây cung nào đó (tức là một đoạn thẳng có hai đầu mút thuộc biên của A ) thành 2 phần có cùng chu vi nhưng diện tích khác nhau thì tồn tại hình 1 A có cùng chu vi với A nhưng diện tích lớn hơn diện tích của A. P A' A'1 A" Q Chứng minh Giả sử PQ là một dây cung chia hình phẳng A thành hai phần A’, A’’ có cùng chu vi nhưng diện tích của A’ lớn hơn diện tích của A’’. Gọi ' 1 A là hình đối xứng của A’ qua đường thẳng PQ. Khi đó hình 1 A = A’ ∪ ' 1 A có cùng chu vi với A nhưng diện tích lớn hơn diện tích của A.  3.1.5. Định lý 2 Cho C là hình phẳng, đóng, bị chặn và lồi trong mặt phẳng. Nếu C không là hình tròn thì tồn tại hình C’ có cùng chu vi như C nhưng diện tích lớn hơn. Nói cách khác, hình tròn có diện tích lớn nhất trong tất cả các hình phẳng có cùng chu vi. Chứng minh của Steiner Lấy P,Q là hai điểm biên của C mà nó chia C thành hai hình có chu vi bằng nhau. Vì C không là đường tròn nên tồ n tại VC∈ sao cho  0 90PVQ ≠ . Gọi 12 , B B là hai hình giới hạn bởi C và hai dây cung PV và QV. Khoá luận tốt nghiệp GVHD: PGS.TS Lê Anh Vũ SVTH: Lê Thanh Bình Trang: 8 Vì tam giác PVQ không vuông nên theo bổ đề 2, tồn tại tam giác vuông P’V’Q’ có '', '' PV P V QV Q V== nhưng diện tích lớn hơn. Ta thấy diện tích hình S tạo bởi tam giác P’V’Q’ và hình 12 , B B lớn hơn diện tích của tập hợp gồm 12 , B B và PVQ. Suy ra diện tích của hình phẳng C’ gồm hợp của S và ảnh đối xứng S’ của nó qua P’Q’ sẽ lớn hơn diện tích của C nhưng có cùng chu vi với C.  Từ chứng minh này, dễ dàng suy ra hệ quả là bất đẳng thức đẳng chu đúng. 3.1.6. Nhận xét Trên đây là cách chứng minh của Steiner được công bố vào năm 1841. Cách chứng minh này hoàn toàn cấp và dễ hiểu. Tuy nhiên nhược điểm cơ bản của nó là đã thừa nhận một điều không hề hiển nhiên rằng bài toán đẳng chu tổng quát trong mặt phẳng có lời giải để từ đó suy ra lời giải là đường tròn. Nói cách khác Steiner mới chỉ chứng minh được rằng: nếu trong các hình phẳng có cùng chu vi tồn tại hình có diện tích lớn nhất thì hình đó phải là hình tròn. Để chứng minh của Steiner trở nên chặt chẽ , ta cần phải chứng minh sự tồn tại của hình phẳng có diện tích lớn nhất trong các hình phẳng có cùng chu vi. 3.2. PHÉP CHỨNG MINH CAO CẤP 3.2.1. Bổ đề 4 Cho A là diện tích của miền phẳng đơn liên (D) có chu tuyến là đường cong khép kín C đơn, C 1 – từng khúc định hướng dương (tức là ngược chiều kim đồng hồ) xác định bởi phương trình tham số c(t) = ( x(t); y(t) ), t ∈ [a, b]. Khi đó ta có () () () () () 1 .' .' .' .' 2 bb b aa a A y t x t dt x t y t dt x y y x dt=− = = − ∫∫ ∫ (*) Chứng minh 1 B P’ 2 B 1 B Q V 2 B V’ Q’ P Khoá luận tốt nghiệp GVHD: PGS.TS Lê Anh Vũ SVTH: Lê Thanh Bình Trang: 9 Ta có () () '() (1 0) b a CD x t y t dt odx xdy dxdy=+=− ∫∫∫∫  ( theo công thức Green ) = ()D dxdy A= ∫∫ . Tương tự ta cũng có () (). '() 0 b aCD y t x t dt ydx dy dxdy A−=−+== ∫∫∫∫  . ()() () 11 () '() () '() 22 b a CD x t y t y t x t dt ydx xdy dxdy A−=−+== ∫∫∫∫  .  3.2.2. Định lý 3 Cho C là một đường cong phẳng khép kín, đơn, C 1 - từng khúc với chiều dài là L; A là diện tích miền phẳng đơn liên giới hạn bởi C. Khi đó ta có 2 4 A LΠ ≤ . Chứng minh Lấy E và E’ là hai đường thẳng song song theo phương thẳng đứng không cắt C. Tịnh tiến chúng theo phương thẳng đứng cho đến khi cả hai tiếp xúc C ta nhận được hai tiếp tuyến ∆ và ∆ ’ của C song song song với nhau. Khi đó C thuộc dải song song giới hạn bởi ∆ và ∆ ’. Gọi 1 S là đường tròn nhận ∆ và ∆ ’ là hai tiếp tuyến và không cắt C và O là tâm đường tròn 1 S . Dựng một hệ trục toạ độ Đề các vuông góc gốc O có trục hoành vuông góc với ∆ và ∆ ’. Tham số hoá đường cong C bởi độ dài cung α (s) = ( x(s); y(s) ); s∈[0, L] sao cho C được định hướng dương, còn ∆ và ∆ ’ tiếp xúc với C lần lượt tại 0s = và 1 s s= . Khoá luận tốt nghiệp GVHD: PGS.TS Lê Anh Vũ SVTH: Lê Thanh Bình Trang: 10 Giả sử phương trình tham số của 1 S là: ( ) ( ) ( ) [ ] (); () (); (); 0,s xs ys xs ys s L α == ∈ , Gọi 2r là khoảng cách giữa ∆ và ∆ ’, do đó đương nhiên 2r là đường kính của đường tròn 1 S ; A là diện tích của 1 S . Theo bổ đề 4, ta có : 0 ' L A xy ds= ∫ ; 2 0 ' L A ryxds π ==− ∫ . E’ O ∆ ∆’ E 0s = 1 s s = 2r 1 S α α y x C [...]... tâm đến bài toánbất đẳng thức đẳng chu đã chứng tỏ rằng bài toán đẳng chu có một lịch sử hấp dẫn biết nhường nào SVTH: Lê Thanh Bình Trang: 11 Khoá luận tốt nghiệp GVHD: PGS.TS Lê Anh Vũ Chương II MỘT SỐ BÀI TOÁN ĐẲNG CHU TRONG HÌNH HỌC PHẲNG CẤP - - Chương này sẽ hệ thống lại các bài toán đẳng chu cơ bản trong hình học phẳng cấp Ở đây, chúng tôi phân biệt hai loại: bài toán đẳng chu gốc... định dạng hình phẳng đạt giá trị lớn nhất về diện tích - Có diện tích không nhỏ hơn A0; cần tìm giá trị nhỏ nhất của chu vi hoặc định dạng hình phẳng đạt giá trị nhỏ nhất về chu vi Lớp các bài toán đẳng chu mở rộng phong phú hơn và không kém phần hấp dẫn so với bài toán đẳng chu gốc 1.CÁC BÀI TOÁN VỀ DIỆN TÍCH LỚN NHẤT 1.1 LOẠI GỐC Bài toán 1: Trong tất cả các tam giác với chu vi đã cho, hãy tìm tam... toán đẳng chu gốc và mở rộng Các bài toán đẳng chu loại gốc bao gồm: - Có yếu tố hằng về chu vi ; cần tìm giá trị lớn nhất của diện tích hoặc định dạng hình phẳng đạt giá trị lớn nhất về diện tích - Có yếu tố hằng về diện tích; cần tìm giá trị nhỏ nhất của chu vi hoặc định dạng hình phẳng đạt giá trị nhỏ nhất về chu vi Các bài toán đẳng chu loại mở rộng bao gồm: - Có chu vi không lớn hơn L0; cần tìm... (3.1) Đẳng thức xảy ra trong (3.1) khi và chỉ khi : p−a = p−b = p−c ⇔ a = b = c p2 3 ; đạt được khi và chỉ khi ∆ABC đều 9 Vậy max( S ) = Kết luận: Trong tất cả các tam giác có cùng chu vi 2p thì tam giác đều cạnh 2p có diện tích lớn nhất 3 Bài toán 2: Trong tất cả các hình chữ nhật có chu vi không đổi, hãy tìm hình có diện tích lớn nhất Giải Xét hình chữ nhật bất kỳ ABCD với hai kích thước x, y và chu. .. minh trên, còn một vài phép chứng minh khác như chứng minh của Hurwitz (dùng bất đẳng thức Wirtinger ), chứng minh của Minkowski (dùng bất đẳng thức Steiner và bất đẳng thức Brunn ), chứng minh của Hadwiger Vì khuôn khổ của bản luận văn có hạn nên chúng tôi không giới thiệu các chứng minh đó ở đây Độc giả nào quan tâm xin tham khảo tài liệu [1] Chỉ xin nhấn mạnh lại rằng, việc có rất nhiều nhà Toán học... Áp dụng bất đẳng thức Cauchy cho 2 số không âm x, y ta có: 2 a2 ⎛ x+ y⎞ xy ≤ ⎜ ⎟ = 4 ⎝ 2 ⎠ ⇒ S ≤ a2 4 (3.2) Đẳng thức xảy ra trong (3.2) khi và chỉ khi : x = y = a 2 Vậy max( S ) = ⇔ ABCD là hình vuông a2 ; đạt được khi và chỉ khi ABCD là hình vuông 4 Kết luận: Trong tất cả các hình chữ nhật có chu vi không đổi thì hình vuông có diện tích lớn nhất Bài toán 3: Trong tất cả các hình bình hành có chu vi... a) (3.9) Đẳng thức xảy ra trong (3.9) khi và chỉ khi: p−x = a− p+x Vậy max( S ) = a 2 ⇔ x = p− a 2 p ( p − a ) ; đạt được khi và chỉ khi tam giác trở thành tam a 2 a 2 giác cân có 3 cạnh lần lượt là a, p − , p − Kết luận: Tam giác cân có cạnh đáy bằng a và cạnh bên bằng p − a thỏa 2 mãn yêu cầu bài toán Bài toán 7: Trong tất cả các hình bình hành có cùng chu vi và một góc nhọn α cho trước, hãy tìm... Chứng minh rằng trong số tất cả các tứ giác lồi với các số đo góc ở các đỉnh cho trước và chu vi cho trước, tứ giác ngoại tiếp có diện tích lớn nhất Giải Giả sử tứ giác lồi MNPQ có ∠ M = α , ∠ N = β , ∠ P = γ , ∠ Q = λ và pMNPQ = 2 P0 ( α , β , γ , λ , P0 cho trước) SVTH: Lê Thanh Bình Trang: 18 Khoá luận tốt nghiệp GVHD: PGS.TS Lê Anh Vũ Xét tứ giác lồi ABCD đồng dạng với tứ giác lồi MNPQ, ta có: SMNPQ... Dấu bằng xảy ra trong (3.42) khi và chỉ khi: ⎧a ≤ 1 ≤ b ≤ 2 ≤ c ≤ 3 ⎪a = 1 ⎪ ⎨ ⎪b = 2 ⎪a 2 + b 2 − c 2 = 0 ⎩ ⎧a = 1 ⎪ ⎨b = 2 ⎪ ⎩c = 5 ⇔ Vậy max ( SABC ) = 1(cm 2 ) ; đạt được khi và chỉ khi a = 1cm , b = 2cm , c = 5cm Kết luận: Tam giác có 3 cạnh a = 1cm , b = 2cm , c = 5cm thỏa mãn yêu cầu bài toán Bài toán 21: Trong tất cả các hình thang cân có đáy nhỏ và cạnh bên có cùng độ dài a , hãy tìm hình... luận :Trong tất cả các tứ giác có 2 đường chéo vuông góc nội tiếp trong đường tròn ( O; R ) cho trước thì hình vuông là hình có diện tích lớn nhất Bài toán 14: Trong tất cả các tứ giác nội tiếp trong đường tròn ( O; R ) cho trước, hãy tìm tứ giác có diện tích lớn nhất Giải A K O B I H C D Hình 3.10 SVTH: Lê Thanh Bình Trang: 24 GVHD: PGS.TS Lê Anh Vũ Khoá luận tốt nghiệp Vẽ AH ⊥ BD, CK ⊥ BD , ( H ∈ BD, . BẤT ĐẲNG THỨC ĐẲNG CHU TRONG MẶT PHẲNG SƠ CẤP - - - [ - - - Chương này giới thiệu bài tốn và bất đẳng thức đẳng chu trong mặt phẳng sơ cấp. . SỐ BÀI TOÁN ĐẲNG CHU TRONG HÌNH HỌC PHẲNG SƠ CẤP - - - [ - - - Chương này sẽ hệ thống lại các bài toán đẳng chu cơ bản trong hình học phẳng sơ

Ngày đăng: 10/04/2013, 11:16

Hình ảnh liên quan

S= ; đạt được khi và chỉ khi ABCD là hình vuông. - Bài toán đẳng chu , bất đẳng chu trong mặt phẳng sơ cấp

t.

được khi và chỉ khi ABCD là hình vuông Xem tại trang 14 của tài liệu.
⎪⎩ ⇔ ABCD là hình vuông Vậy  max( )  2 - Bài toán đẳng chu , bất đẳng chu trong mặt phẳng sơ cấp

l.

à hình vuông Vậy max( ) 2 Xem tại trang 14 của tài liệu.
Đẳng thức xảy ra trong (3.7) khi và chỉ khi ABCD là hình vuông. Vậy max ( ABCD)    2 - Bài toán đẳng chu , bất đẳng chu trong mặt phẳng sơ cấp

ng.

thức xảy ra trong (3.7) khi và chỉ khi ABCD là hình vuông. Vậy max ( ABCD) 2 Xem tại trang 15 của tài liệu.
Kết luận:Trong tất cả các tứ giác có cùng chu vi thì hình vuông có diện tích lớn nhất - Bài toán đẳng chu , bất đẳng chu trong mặt phẳng sơ cấp

t.

luận:Trong tất cả các tứ giác có cùng chu vi thì hình vuông có diện tích lớn nhất Xem tại trang 16 của tài liệu.
Bài toán 7:Trong tất cả các hình bình hành có cùng chu vi và một góc nhọn α cho trước, hãy tìm hình có diện tích lớn nhất - Bài toán đẳng chu , bất đẳng chu trong mặt phẳng sơ cấp

i.

toán 7:Trong tất cả các hình bình hành có cùng chu vi và một góc nhọn α cho trước, hãy tìm hình có diện tích lớn nhất Xem tại trang 17 của tài liệu.
Trường hợp 1: ABCD là hình bình hành với ∠A α, A B= a, AD = b. - Bài toán đẳng chu , bất đẳng chu trong mặt phẳng sơ cấp

r.

ường hợp 1: ABCD là hình bình hành với ∠A α, A B= a, AD = b Xem tại trang 19 của tài liệu.
Hình 3.6 - Bài toán đẳng chu , bất đẳng chu trong mặt phẳng sơ cấp

Hình 3.6.

Xem tại trang 21 của tài liệu.
1.2. LOẠI MỞ RỘNG - Bài toán đẳng chu , bất đẳng chu trong mặt phẳng sơ cấp

1.2..

LOẠI MỞ RỘNG Xem tại trang 22 của tài liệu.
⇔ ABCD là hình vuông - Bài toán đẳng chu , bất đẳng chu trong mặt phẳng sơ cấp

l.

à hình vuông Xem tại trang 25 của tài liệu.
Hình 3.12 Gọi 2R là  độ  dài  đườ ng kính  AB - Bài toán đẳng chu , bất đẳng chu trong mặt phẳng sơ cấp

Hình 3.12.

Gọi 2R là độ dài đườ ng kính AB Xem tại trang 26 của tài liệu.
S ; đạt được khi và chỉ khi DEFG là hình chữ nhật có hai cạnh lần lượt là   2 - Bài toán đẳng chu , bất đẳng chu trong mặt phẳng sơ cấp

t.

được khi và chỉ khi DEFG là hình chữ nhật có hai cạnh lần lượt là 2 Xem tại trang 28 của tài liệu.
Hình 3.15 Ta có:  ABC     ABM ACM     1 . 1 . - Bài toán đẳng chu , bất đẳng chu trong mặt phẳng sơ cấp

Hình 3.15.

Ta có: ABC ABM ACM 1 . 1 Xem tại trang 29 của tài liệu.
Vẽ AE ⊥ BC .Tứ giác ADCE là hình chữ nhật ( vì ∠ADC= ∠DCE= ∠CEA=900)  ⇒  DC= AE - Bài toán đẳng chu , bất đẳng chu trong mặt phẳng sơ cấp

gi.

ác ADCE là hình chữ nhật ( vì ∠ADC= ∠DCE= ∠CEA=900) ⇒ DC= AE Xem tại trang 34 của tài liệu.
Hình 3.20 Xét tứ  giác  ABCD  có  AC BD k+=  (không  đổ i)  - Bài toán đẳng chu , bất đẳng chu trong mặt phẳng sơ cấp

Hình 3.20.

Xét tứ giác ABCD có AC BD k+= (không đổ i) Xem tại trang 35 của tài liệu.
Cho 2 đường tròn đồng tâm bán kính R và r. Hai đỉnh liền nhau của một hình chữ nhật nằm trên một đường tròn và 2 đỉnh còn lại nằm trên đườ ng tròn  khác.Hãy tìm hình chữ nhật có diện tích lớn nhất - Bài toán đẳng chu , bất đẳng chu trong mặt phẳng sơ cấp

ho.

2 đường tròn đồng tâm bán kính R và r. Hai đỉnh liền nhau của một hình chữ nhật nằm trên một đường tròn và 2 đỉnh còn lại nằm trên đườ ng tròn khác.Hãy tìm hình chữ nhật có diện tích lớn nhất Xem tại trang 36 của tài liệu.
Bài toán 26: Trong hình lục giác đều MNKQPL cho trước,hãy tìm tam giác ABC có diện tích lớn nhất với điều kiện cạnh AB của tam giác song song với  một cạnh của lục giác - Bài toán đẳng chu , bất đẳng chu trong mặt phẳng sơ cấp

i.

toán 26: Trong hình lục giác đều MNKQPL cho trước,hãy tìm tam giác ABC có diện tích lớn nhất với điều kiện cạnh AB của tam giác song song với một cạnh của lục giác Xem tại trang 37 của tài liệu.
Kết luận: Hình chữ nhật có độ dài các cạnh là r 2+ R2 và - Bài toán đẳng chu , bất đẳng chu trong mặt phẳng sơ cấp

t.

luận: Hình chữ nhật có độ dài các cạnh là r 2+ R2 và Xem tại trang 37 của tài liệu.
Hình chiếu vuông góc của đa giác (M) lên (l) là đoạn PH (P thuộc nửa mặt phẳng (α )).  - Bài toán đẳng chu , bất đẳng chu trong mặt phẳng sơ cấp

Hình chi.

ếu vuông góc của đa giác (M) lên (l) là đoạn PH (P thuộc nửa mặt phẳng (α )). Xem tại trang 39 của tài liệu.
Hình 3.24 - Bài toán đẳng chu , bất đẳng chu trong mặt phẳng sơ cấp

Hình 3.24.

Xem tại trang 40 của tài liệu.
Hình 3.25 Suy ra hình bình hành  AA’C’C  có:  - Bài toán đẳng chu , bất đẳng chu trong mặt phẳng sơ cấp

Hình 3.25.

Suy ra hình bình hành AA’C’C có: Xem tại trang 41 của tài liệu.
⎩ ⇔ ABCD là hình bình hành - Bài toán đẳng chu , bất đẳng chu trong mặt phẳng sơ cấp

l.

à hình bình hành Xem tại trang 42 của tài liệu.
Hình 3.31 - Bài toán đẳng chu , bất đẳng chu trong mặt phẳng sơ cấp

Hình 3.31.

Xem tại trang 47 của tài liệu.
Gọi MNPQ là tứ giác bất kỳ nội tiếp hình chữ nhật ABCD. - Bài toán đẳng chu , bất đẳng chu trong mặt phẳng sơ cấp

i.

MNPQ là tứ giác bất kỳ nội tiếp hình chữ nhật ABCD Xem tại trang 52 của tài liệu.
Hình 3.34 - Bài toán đẳng chu , bất đẳng chu trong mặt phẳng sơ cấp

Hình 3.34.

Xem tại trang 52 của tài liệu.
Hình 3.36 - Bài toán đẳng chu , bất đẳng chu trong mặt phẳng sơ cấp

Hình 3.36.

Xem tại trang 54 của tài liệu.
Hình 3.37 - Bài toán đẳng chu , bất đẳng chu trong mặt phẳng sơ cấp

Hình 3.37.

Xem tại trang 55 của tài liệu.
Kết luận: X, Y, Z là các điểm giữa của các cạnh D1C1, AD, BB1 trong hình lập phương ABCD.A 1B1C1D1 thỏa yêu cầu bài toán - Bài toán đẳng chu , bất đẳng chu trong mặt phẳng sơ cấp

t.

luận: X, Y, Z là các điểm giữa của các cạnh D1C1, AD, BB1 trong hình lập phương ABCD.A 1B1C1D1 thỏa yêu cầu bài toán Xem tại trang 58 của tài liệu.
điểm giữa của các cạnh D1C1, AD, BB1 của hình lập phương. Vậy  ( XYZ) - Bài toán đẳng chu , bất đẳng chu trong mặt phẳng sơ cấp

i.

ểm giữa của các cạnh D1C1, AD, BB1 của hình lập phương. Vậy ( XYZ) Xem tại trang 58 của tài liệu.

Từ khóa liên quan

Tài liệu cùng người dùng

  • Đang cập nhật ...

Tài liệu liên quan