三角不等式

theorem

平面上任意两点之间,直线段最短;折线长度不小于其端点间直线长度,等号当且仅当所有点共线时成立。

三角不等式——动点最值问题的核心几何事实。

陈述

A,BA, B 为平面上两定点,对任意点 PP 有:

AP+PBABAP + PB \geq AB

等号当且仅当 PP 在线段 ABAB 上时成立。

两点之间,折线退化为直线段:min 时 P \in AB

更一般地,对折线 AP1P2PnBA \to P_1 \to P_2 \to \cdots \to P_n \to B

AP1+P1P2++PnBABAP_1 + P_1P_2 + \cdots + P_nB \geq AB

等号当且仅当所有点按顺序共线。

n 段折线 ≥ 直线段 AB,等号当所有点按顺序共线

为什么重要

这条看似平凡的不等式是大量"动点最值问题"的核心:通过几何变换(翻折、旋转、相似)把目标转化为某条折线的长度,再用本不等式把折线"压"成直线段,即得最值。

下游模型:

取等条件直观图

三点共线时折线退化为直线