小学趣味数学几何?
这个题目有趣又有点难度,适合小学生、中学生和热爱数学的读者。 本题涉及的知识: 平面几何(平行线、三角形) 代数(整除理论) 函数(一次函数、方程的根) 集合(子集、交集) 图论(路径、最大子集) 逻辑(命题逻辑) 数学归纳法 反证法 观察: 从上面两幅图中,可以得到下面三条信息:
信息一:点A到直线l的距离小于等于d;且点A到直线m的距离大于d. 可得到方程组: \begin{cases} x-x_a=d\\ y-y_a=0 \end{cases} 由条件可知有解x≠0,因为当x=0时,方程一组成了一个圆圈,显然这与原题设相矛盾!故可得: \left\{\begin{matrix} dx_c>0 由于x>0,从而有: \frac{1}{2}x_a+\frac{1}{2}x_b>x_c>0 即: \begin{align} &4r^2-(x_a+x_b)^2>x_c^2>0\\ &\therefore (x_a+x_b)^2-4r^2x_{c}>0,从而有:\frac{1}{2}x_{c} (3)当该圆与x轴有三个以上的交点时,问题转化为寻找最大值的问题,方法同第一种情况。 当且仅当x_c^2<4r^{\left(4 r^{2}-x_{a}^{2}+x_{b}^{2}\right)} 时,等号成立,表示此时点D的坐标既是方程组的解又是方程的根。所以此时M是最小的,把具体的数值代回已知条件便可求出。 当且仅当x_c^2=4r^2时,等号成立,表示此时点B、C、D重合,这是不可能的,因此此种情形是不成立的。