PRINCIPIA · THEOREM

费马 / 托里切利点

依赖旋转:保距、保角,对应点到旋转中心距相等(旋转保距 + 保角)、三边不等式(折线 \ge 直线段)、一角 60° 的等腰 ⇒ 等边(等腰 + 顶角 60°60° \Rightarrow 等边)、邻补角和等于 180°

陈述

ABC\triangle ABC 的三个内角都严格 <120< 120^\circ。则在三角形的内部存在唯一一点 FF,使得对一切平面上的点 PP 都有

PA+PB+PC    FA+FB+FC,\overline{PA} + \overline{PB} + \overline{PC} \;\ge\; \overline{FA} + \overline{FB} + \overline{FC},

且取等号当且仅当 P=FP = F。这一极小化点 FF 称为 ABC\triangle ABC费马点(也称 Torricelli 点)。

费马点 FF 的几何刻画是:FF 看三条边都是 120120^\circ,即

BFC  =  CFA  =  AFB  =  120.\angle BFC \;=\; \angle CFA \;=\; \angle AFB \;=\; 120^\circ.

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当三角形某一个内角 120\ge 120^\circ 时,极小点退化为该顶点本身——本节只讨论"内角全 <120< 120^\circ"的情形。

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