Задача на построение: построить с помощью только циркуля и линейки (без деления отрезка на равные части) треугольник по двум вершинам и медиане, проведённой из третьей вершины; обсудите случаи разрешимости и приведите алгоритм построения или доказательство невозможности

27 Окт в 14:01
3 +1
0
Ответы
1
Уточнение и обозначения (коротко). Пусть заданы точки AAA и BBB. Под «медианой, проведённой из третьей вершины» обычно понимают отрезок CMCMCM, где MMM — середина отрезка ABABAB. Пусть длина этой медианы равна mmm (в одном из вариантов задачи задают именно длину медианы). Ниже — рассмотрение естественных смыслов задачи и алгоритмы / выводы.
1) Вариант A — задана длина медианы mmm (и только она).
Алгоритм и решение:
- Построить середину MMM отрезка ABABAB (построением перпендикулярной серединного перпендикуляра и его пересечения с ABABAB).
- Построить окружность с центром в MMM и радиусом mmm.
- Любая точка CCC на этой окружности даёт треугольник ABCABCABC, в котором медиана из CCC имеет длину mmm.
Разрешимость и количество решений: если m>0m>0m>0, решений бесконечно много (все точки окружности). Частные случаи: при m=0m=0m=0 получаем вырожденный случай C=MC=MC=M; если окружность проходит через AAA или BBB (т.е. m=12ABm=\tfrac{1}{2}ABm=21 AB), то можно получить вырожденный треугольник при выборе C=AC=AC=A или C=BC=BC=B, но в общем остаётся бесконечно много невырожденных треугольников.
Краткое доказательство: в треугольнике с фиксированными A,BA,BA,B середина MMM фиксирована; условие «медиана из третьей вершины имеет длину mmm» эквивалентно CM=mCM=mCM=m, т.е. CCC лежит на окружности радиуса mmm с центром в MMM.
2) Вариант B — задана сама отрезок‑медиана CMCMCM (то есть заданы оба конца CCC и MMM).
Тогда: если данный MMM совпадает с серединой отрезка ABABAB, треугольник уже полностью задан (точки A,B,CA,B,CA,B,C); если MMM не является серединой ABABAB, такой треугольник невозможен (противоречие с определением медианы).
3) Вариант C — задана прямая (линия), на которой лежит медиана (но не её длина).
Тогда MMM — пересечение этой прямой с прямой ABABAB и поэтому фиксируется; далее CCC может быть любой точкой на этой прямой (любая точка, отличная от MMM, даёт треугольник), т.е. снова бесконечно много решений.
Итого: для естественно понимаемого варианта (дана длина медианы) задача конструктивно тривиальна: строим середину MMM и окружность радиуса mmm. Решений обычно бесконечно много; невозможность возникает только при противоречивых входных данных (например, если в задаче дан отрезок, претендующий на медиану, но его конец, заявленный как середина ABABAB, не совпадает с реальной серединой).
27 Окт в 19:59
Не можешь разобраться в этой теме?
Обратись за помощью к экспертам
Гарантированные бесплатные доработки в течение 1 года
Быстрое выполнение от 2 часов
Проверка работы на плагиат
Поможем написать учебную работу
Прямой эфир