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一道平面幾何問題討論
送交者: 粱遠聲 2012年05月28日09:39:11 於 [靈機一動] 發送悄悄話
在等腰三角形ABC中,AB=AC,角A=20度。D,E分別在腰AC和AB上,並且
角DBC=60度,求 角DEC/角DCE 的極值。

討論

令DC = e, 過D點作平行於BC的直線,設此直線在AB上的交點為F。
根據正弦定理,

DF = e sin(20)/sin(60)             (1)
三角形ABD是等腰三角形。所以 DB=AD

DB = e sin(80)/sin(60)             (2)

先讓E趨近於B點,這時,

角DEC/角DCE = 60/80 = 3/4          (3)

再讓E趨近於A點,這時,根據正弦定理,

sin(角DEC)/sin(角DCE) = e/DB = sin(60)/sin(80)    (4)

當E趨近於A點,角DEC,角DCE都趨近於零,所以  

角DEC/角DCE = sin(60)/sin(80)       (5)

當E於F重合時,

角DEC/角DCE = 60/20 = 3             (6)

真正求角DEC/角DCE的表達式,再求這個表達式的極值太麻煩了。

我試了幾個容易求的點:

(一)讓DE,DF夾角=10度,CDE構成直角三角形,

tan(角DCE) = sin(20)sin(100)/(sin(60)sin(70))

角DCE = 22.484, 角DEC = 67.516,

角DEC/角DCE = 3.003                 (7)

(二) 讓角DEC = 角EDC。 結果沒有(6)給出的好。

所以,最大值發生在DE與DF夾角=10度附近。
角DEC/角DCE = 3.003  

當E趨近於B點,這時,
角DEC/角DCE = 3/4  

當E趨近於A點時
角DEC/角DCE = sin(60)/sin(80)      
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