购买
下载掌阅APP,畅读海量书库
立即打开
畅读海量书库
扫码下载掌阅APP

第二题

QUESTION 2

在△ ABC 中是否存在一点 P ,使得过 P 点的任意一条直线都将该△ ABC 分成面积相等的两部分?为什么?

如果是一个平行四边形或任何一个中心对称的图形,那这个问题的答案显然是肯定的: P 直接取这个中心点即可。

63537-00-017-1

可三角形不是中心对称图形,这样的点到底存不存在呢?有些人不习惯做这样的开放性问题,主要还是缺乏一点儿探索精神和方法。

题目既然说任意一条直线都可以将△ ABC 的面积等分,那我们何不来画几条特殊的直线呢?比如,经过三角形某个顶点的直线。

如下图所示,如果经过 AP 的直线等分△ ABC 的面积,即 S ABD = S ACD ,则 BD = CD ,即 P 应在中线 AD 上。

同样的道理, P 也应该在 AC 边上的中线 BE AB 边上的中线 CF 上。因此,如果存在这样的点,那 P 点只能为△ ABC 的重心。

63537-00-018-1

现在已经把唯一可能满足题目要求的点找出来了,下面自然就是试图去证明 P 点满足要求了。

63537-00-018-2

我们经过 P 点作任意一条直线分别交 AB BC M N ,试图去证明 MN 等分△ ABC 的面积。由于 S APF = S BPF = S BPD = S CPD = S CPE = S APE ,因此我们需要证明 S APM + S CPN = S FPM + S DPN 。在这个图里, M 看上去像是 AF 的中点,如果我们就把 M 设为 AF 中点的话,那 S APM = S FPM ,但 DN 看上去显然不等于 NC ,这表明似乎 MN 并不等分△ ABC 的面积啊。

到这儿,结论来了个180°的转弯。这是值得庆幸的好事,避免我们在错误的道路上越走越远。想象一下,如果我们没有这个发现,那可能还会傻乎乎地继续去证明 MN 等分△ ABC 的面积这个并不正确的结论呢。

要证明一个结论正确往往不容易,但要证明一个结论错误,在逻辑上很简单,我们只要找出一个反例就可以了。 我们不妨用一种特殊的三角形——等边三角形来看一看。如果我们过 P 点作 MN 平行于 BC ,那么由于 AP =2 PD ,所以 63537-00-019-1 ,显然没有等分△ ABC 的面积。因此,这样的点是不存在的。

63537-00-019-2

对于任意三角形,如果我们过 P 点作 MN 平行于 BC ,上述结论也一样成立。

63537-00-019-3

大家可以看到,在求解一个问题的时候判断出现错误是难免的,能及时发现错误至关重要。我的一个经验是:不要吝啬自己的笔头,多画几个图,利用一些特殊案例帮助我们做出正确的判断。 G7AGt7C4jakjCRldVQkhOlVN/NIcHKo8DnY0r4cxhyFx+f5GQLZ96lgphVIOcTUZ

点击中间区域
呼出菜单
上一章
目录
下一章
×