作者mantour (朱子)
看板Math
标题Re: [几何] 应该是向量单元
时间Wed Feb 7 20:52:56 2024
※ 引述《weiger1 (您的个人资料)》之铭言:
: https://i.imgur.com/CSBu9ox.jpg
: 想请问各位大佬们此题解法或是想法,
: 小弟觉得在此条件下应该是有最大值,但是条件太少,想不到怎麽下手,恳请大佬赐教,
: 感谢!
假设ABCD为逆时针排列
则4边形ABCD面积为
1/2 | 向量AB x 向量AC + 向量AC x 向量 AD |
向量AB = 向量AB+向量BC, 向量AC = 向量AB+向量BC+向量CD
带入化简後
4边形ABCD面积 = 1/2 | 向量AB x 向量BC + 向量BCx向量CD + 向量AB x向量CD |
令 a = 向量AB , b=向量BC, c=向量CD
问题变成求 | axb + bxc + axc | 的极大值, |a|+|b|+|c| = 3
假设a b夹角为 alpha, b c夹角为 beta
所求四边形一定是凸四边形, 因为如果是凹四边形一定有一对应凸四边形面积更大
因此可以设 alpha > 0, beta > 0, alpha + beta < pi
为了方便以下 a , b , c 表示 向量a,b,c的绝对值
本题变成求
f = ab sin(alpha) + bc sin(beta) + ac sin(alpha+beta) 的极大值
拘束条件为 g = a + b + c - 3 = 0
目前没有想到高中的解法
如果用拉格朗日乘数法
解 h = f - lambda g 的 critical point
可以得到符合条件的解是 a=b=c=1, alpha = beta = pi/3
不知道有没有办法用不等式得到这个结果
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1F:→ musicbox810 : 可以提供一下拉格朗日解法吗?想知道角度怎麽处理, 02/08 14:14
2F:→ musicbox810 : 谢谢 02/08 14:15
4F:→ musicbox810 : 谢谢,原来是把角度当变数 02/10 01:11