面积相等时三角形周长最大(面积相等的三角形它们的周长也一定相等吗)
- 作者: 刘穆心
- 来源: 投稿
- 2024-06-23
1、面积相等时三角形周长最大
直观上,我们可能会猜测,面积相等时,正方形的周长最大。这个猜测并不正确。数学家已证明,当面积相等时,周长最大的图形是等边三角形。
设三角形的边长为 x,面积为 A。则有:
A = (x2/4) √3
要使周长最大,我们需要最大化周长为 3x 的表达式。由于面积固定,因此需要找出使 x 最小的值。
根据面积公式,我们有:
x = (4A/√3)^(1/2)
将此代入周长公式,得到:
周长 = 3(4A/√3)^(1/2)
对 A 求导并令其为零,得到:
A = 0
这显然是错误的,因为面积不能为零。因此,我们尝试找第二个临界点。
对周长公式求二阶导,得到:
d2周长/dA2 > 0
这表明周长是 A 的凹函数,因此它的全局最小值发生在无穷远处。这意味着,当 A 趋于无穷大时,周长也趋于无穷大。
因此,当面积相等时,周长最大的图形是等边三角形。这个反直觉,但数学证明是严谨的。
2、面积相等的三角形它们的周长也一定相等吗
三角形面积相等是否意味着周长一定相等是一个有趣的问题。答案是否定的。面积相等的三角形不一定拥有相等的周长。
要理解这一点,让我们考虑以下两个三角形:
三角形 A:底边长为 6 厘米,高为 4 厘米。
三角形 B:底边长为 4 厘米,高为 6 厘米。
这两个三角形的面积相同,因为面积公式为 (底边长 x 高度) / 2,对于这两个三角形,结果都为 12 平方厘米。
这两个三角形的周长不同。
三角形 A 的周长 = 底边长 + 2 x 高度 = 6 + 2 x 4 = 14 厘米
三角形 B 的周长 = 底边长 + 2 x 高度 = 4 + 2 x 6 = 16 厘米
因此,我们可以看到,虽然这两个三角形的面积相等,但它们的周长却不同。这个例子表明,面积相等并不一定意味着周长也相等。
3、面积相等的三角形中周长最短的是
面积相等的三角形中,周长最短的为正三角形。
证明:
假设有两个面积相等的三角形△ABC和△PQR。我们取△ABC的一条边为底边BC,并在BC上取一点D,使得△ABD和△ACD的面积相等。由于△ABC和△PQR面积相等,因此△ABD和△PQR也面积相等。
我们连接AD,则△ABD和△ACD为底面积相等、高相等的三角形,因此AD平分∠BAC。同样,在△PQR中取一条边为底边,并取一点E使得△PBE和△QCE面积相等,则AE平分∠PQR。
现在我们来比较△ABC和△PQR的周长。△ABC的周长为AB+BC+CA,而△PQR的周长为PQ+QR+RP。由于△ABD和△PQR面积相等,因此AB=PQ。同理,BC=QR。
由于AD平分∠BAC,因此∠BAD=∠CAD。同理,∠PAE=∠QAE。因此,∠BAC=∠PQR。
设∠BAC的度数为α,则∠PQR的度数也为α。因此,△PQR的第三个角∠PRQ=180°-2α,而△ABC的第三个角∠BCA=180°-α。
由于180°-2α<180°-α,因此∠PRQ<∠BCA。这表明△PQR比△ABC更“扁”,因此△PQR的第三条边RP比△ABC的第三条边CA更长。
因此,△ABC的周长AB+BC+CA小于△PQR的周长PQ+QR+RP。这意味着面积相等的三角形中,周长最短的为底角为60度的正三角形。
4、面积相等周长相等的三角形全等吗
三角形全等是几何学中一个重要的概念,它指两个三角形在形状和大小上完全相同。判断三角形是否全等的方法有很多,其中一个方法就是面积相等和周长相等。
只凭面积相等和周长相等还不足以判断三角形全等。这是因为存在一些特殊情况,即使三角形的面积和周长相等,它们也可能不是全等的。
其中一种情况是等腰直角三角形。等腰直角三角形有两个相等的直角边和一个斜边。如果两个等腰直角三角形的周长和面积相等,那么这两个三角形可能是全等的,也可能不是全等的。
另一种情况是异形三角形。异形三角形是三个边长都不相等的三角形。如果两个异形三角形的周长和面积相等,那么这两个三角形一定不是全等的。
因此,只凭面积相等和周长相等无法唯一地判断三角形是否全等。为了准确判断三角形是否全等,还需要使用其他的全等定理,例如全等定理(SSS、SAS、ASA)。