数学竞赛题:三角形的周长与面积等分线

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  • 这道题在1999年第5期《中等数学》“数学奥林匹克问题”初82题出现过:对于任意给定的一个三角形,均存在一条直线同时平分三角形的周长和面积.题作者:河南邓州第二高中 于成武.在此之前是否出现过还不知.

    若△ABC是等腰三角形,则所求的直线是顶角角平分线所在的直线.

    若△ABC不是等腰三角形,则所求直线不能过任何一个顶点(若过顶点,平分面积,则为中线,但这时此中线不能平分周长.)

    设△ABC三边c>b>a,所求的直线交AB于点D,交BC于点E,设BD=x,BE=y,则

    x+y=0.5(a+b+c)……①

    0.5xy·sin∠B=0.5(0.5ac·sin∠B)即xy=0.5ac……②

    把x、y看作关于t的一元二次方程f(t)=t2-0.5(a+b+c)t+0.5ac=0的两个根,

    这里0<x<c,0<y<a.由f(0)=0.5ac>0,f(a)=0.5a(a-b)<0,f(c)=0.5c(c-b)>0,所以f(t)在区间(0,a)和区间(a,c)内各有一实根.故所求的直线一定存在.