对一道三角形面积最小值问题的解法再研讨
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邹生书,男,1962年12月出生,本科学历,理学士学位,中学数学高级教师,黄石市高中数学骨干教师。主要从事高中数学教学、高中数学解题研究和探究性学习等。从2007年8月到2018年8月,在《数学通讯》《数学通报》《数学教学》《中学数学》《中学数学教学》等,二十多种学术期刊上发表解题和探究性学习文章300余篇。
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对一道三角形面积最小值问题的解法再研讨
湖南永州 唐 佳
陕西澄城县庄头中学 魏拴文
湖北省阳新县高级中学 邹生书
题目:已知△ABC,A=60°,内切圆半径为1,求△ABC面积的最小值。
解法1:如图,设△ABC的内切圆圆心为I,圆与三边的切点分别为D,E,F.
由切线长定理可得∠FAI=30°,AE=AF=√3,设三角形三边长分别为a,b,c。
根据切线长定理:三角形的任意一个顶点到其内切圆的切线长,等于以这个点为端点的两边之和与对边之差的一半。
得√3=0.5(b+c-a),则a=b+c-2√3.
又给结合余弦定理可得
b2+c2-bc=a2=(b+c-2√3)2,
即(b+c)2-3bc=(b+c)2-4√3(b+c)+12,
当三角形为等边三角时,等号成立。
故△ABC面积的最小值为3√3。
当三角形为等边三角时,等号成立。
故△ABC面积的最小值为3√3。
解法3 陕西澄城县庄头中学 魏拴文 提供
当三角形为等边三角时,等号成立。
故△ABC面积的最小值为3√3。
解法4 设BD=BF=x,CD=CE=y,
解法6 陕西澄城县庄头中学 魏拴文 提供
当三角形为等边三角时,等号成立。
故△ABC面积的最小值为3√3。
解法7 湖南永州 唐 佳 提供
故△ABC面积的最小值为3√3。
评注:由解法6和解法知,在解答中没有用到A=60°这一条件,由此可得更一般性结论:内切圆半径为1的三角形面积的最小值是3√3,当三角形为等边三角形时,取得最小值。增加60度角这一条件,解法更加多样和灵活。
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