多语言展示
当前在线:1386今日阅读:2今日分享:38

网络画板全面演示三角形三等腰剖分问题

三角形三等腰剖分问题是什么?具体地说,就是寻找所有这样的三角形,恰好可以分割为三个等腰三角形。这个问题并不容易回答。先考虑一个问题:什么三角形可以恰好分割为两个等腰三角形?在《用网络画板演示俩等腰三角形拼一个三角形的方法》已经做了全面分析,共分为四种不同的情形。再考虑另一个问题:什么三角形可以恰好分割为四个等腰三角形?这个问题的答案非常明确,任意三角形都满足这个要求。真正有难度的,恰好是本文的基本问题——什么三角形可以恰好分割为三个等腰三角形?在《分割为三个等腰三角形的三角形(网络画板演示)》里面,我已经列举了七种情形。但这7种情形是很不全面的。本文,通过网络画板来全面的列举所有的情形。1用网络画板演示俩等腰三角形拼一个三角形的方法8分割为三个等腰三角形的三角形(网络画板演示)
工具/原料
1

电脑

2

网络画板

方法/步骤
1

锐角三角形的情形就不罗嗦了,只需作出锐角三角形的外接圆以及三条连心半径就会一目了然。对于其它情形,我的思考方法是反向构造满足要求的三角形:先给定一个等腰三角形,它向外扩展出第二个等腰三角形,且这两个等腰三角形恰好拼成一个三角形δ;然后以这个拼接而成的三角形δ为基础,再向外扩展出第三个等腰三角形,且第三个等腰三角形与δ也拼成一个三角形。这里说起来可能有点绕,下面就具体情形具体分析。先给出第一个等腰三角形。

2

第一种大情形:前两个等腰三角形拼出一个直角三角形,然后以这个直角三角形为基础向外扩展第三个等腰三角形。又分为六种小情形,具体的过程,请参考下图。这六种情形,可以归结为四种情形——————前提是v<π/4,如果三角形满足:一个角是π/4;或者一个角是π/2; 或者一个角是π/2-2v,另一个角是v; 或者一个角是2v,另一个角是π/4-v。那么这个三角形就可以恰好分割为三个等腰三角形。

3

第二种大情形第一个等腰三角形的底边延长腰的长度,构造出三角形δ,再以δ的边向外扩展等腰三角形,共有六种情形——————前提是v<π/8:当一个角是2v,另一个角是π/2-3v; 当两个角是2v;当一个角是4v,另一个角是π/2-3v; 当一个角是4v,另一个角是v;当一个角是π-6v,另一个角是v; 当一个角是π-6v,另一个角是2v。那么,这样的三角形就可以分割为三个等腰三角形。

4

在第二种大情形里面,如果δ的角π-6v是钝角,就会出现下图的四种扩展方法,这就产生了四种不同的小情形——————前提是π/12

5

第三种大情形第一个等腰三角形的腰延长底边的长度,构造出三角形δ,再以δ的边向外扩展等腰三角形,共有六种情形——————前提条件是v<π/8:当一个角是2v,另一个角是3v;当一个角是2v,另一个角是π/2-4v; 当一个角是6v,另一个角是v; 当一个角是6v,另一个角是π/2-4v; 当一个角是π-8v,另一个角是v; 当一个角是π-8v,另一个角是3v。那么,这样的三角形就可以分割为三个等腰三角形。

6

在第三种大情形里,如果6v是钝角,就有四种不同的小情形——————当π/12

7

在第三种大情形里,如果π-8v是钝角,也有四种不同的小情形——————前提是v<π/16:一个角是2v,另一个角是π-16v;一个角是2v,另一个角是8v;一个角是6v,另一个角是8v; 一个角是6v,另一个角是π-16v。那么,这样的三角形就可以分割为三个等腰三角形。

8

第四种大情形如果第一个等腰三角形的顶角是钝角,那么还可以用下面的方法扩展第二个等腰三角形,相应的,第三个等腰三角形也会出现若干种不同的情形。特别的,当第一个等腰三角形和第二个等腰三角形所拼成的三角形δ是钝角三角形的时候,第三个等腰三角形的扩展,还会有别的方法。具体情形,可以参考下面的三幅图,对应着24种小情形。

9

上面的图形的显示和隐藏,都是通过网络画板的'动作和显隐'工具实现的。

注意事项
1

1+6+4+4+6+4+4+24=53。包括锐角三角形的情形在内,如果三角形恰好分割为三个等腰三角形,那么这个三角形一定是上述53中情形的一种。

2

上述53种情形不是相互独立的,有可能产生重合。也就是说,某些三角形可能存在多种三等腰剖分的方法。

推荐信息