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一个“探究性问题”的初步思考

以前在网上见过一个数学大师提出来的一个问题,大体内容如下:给定任意三角形,把它沿着某条折痕折叠一下,试确定两部分重合区域的面积取最大值的时候,折痕的位置。这个问题,我暂时还没看到明确的答案。不过,我发现,网络画板可以很方便的研究这个问题。
工具/原料
1

电脑

2

网络画板(网页版)

方法/步骤
1

以O为圆心、画一个半径等于6的圆。

2

A、B、C是圆内任意的三个点;构造△ABC(粉色)。

3

隐藏坐标系;设D是△ABC内部的自由点;E是△ABC边界上的自由点;直线DE与△ABC的边界交于另一个点F;直线DE与圆交于G、H。

4

隐藏圆和直线DE;连接线段EF,做为折痕;构造正方形GHG1H1;选择正方形和△ABC,构造多边形的交,其实就是二者重合的区域,记为g,如下图紫色区域。

5

隐藏正方形;构造g关于线段EF的轴对称图像h;选择h和△ABC,构造多边形的交,记为u,见图中的绿色区域。

6

隐藏g和h以及点A、B、C;分别测量△ABC和u的面积;计算Su和S△ABC的比值,记为 t 。

7

D向右平移1个单位,得到X;测量∠XDE的弧度 r,并把 r 属性改为“逆时针”,这样,r的取值范围就是0到2π。

8

绘制直角坐标点U:横坐标是 r,纵坐标是 6*t ;根据E来构造U的轨迹,如图中的绿色曲线。

注意事项

通过观察,初步猜测,当D位于△ABC最小角的顶点上的时候,才会有绝对的最大值。

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