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物理学的解释费马问题


费马问题可以用物理的方法来解决。将平面上所给的三个给定点钻出洞来,再设桑格绳子系在同一个点上面,而绳子的末端都绑一个重量为m的重物。假设摩擦力可以忽略不计,那么绳子会被拉紧,而绳子的最后会停在平面一点上方。可以证明,这个点就是三个顶点所对应的费马点。首先由于绳子长度是固定的,而绳子竖直下垂的部分越长,重物的位置也就越低。势能也就越低。在平衡状态时,势能达到最小值,也就是绳子垂直下垂的部分长度达到最大值,而绳子水平长度为FA+FB+FC,因此FA+FB+FC最小,也就是达到费马点。有力学平衡定理,可以得到各个夹角为120°

首先费马点不一定存在

(l,m,n)三条边不能组成三角形的时候需要特判。因为此时上面的公式不能求出角度了。

另者,当有两个点重合时,也就是其实不是三角形而是一条直线时,也需要特判,用定比分点解出答案。并且,求出的费马点可能在三角形外,此时,我们只要同时算出三个顶点的花费,取最小值即可.

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