问题标题:
已知等腰三角形ABC,∠C=90°,AC=1,在三角形内求做一点P,使P到三个顶点的距离之和PA+PB+PC最小,求最小
问题描述:

已知等腰三角形ABC,∠C=90°,AC=1,在三角形内求做一点P,使P到三个顶点的距离之和PA+PB+PC最小,求最小

邓广文回答:
  令AB的中点为D,以AC为边长向△ABC外作正△ACE,连BE交CD于P.P就是所要作的点.   证明如下:   在PE上取一点F,使CP=CF.   ∵△ABC是等腰直角三角形,且∠ACB=90°,∴AC=BC,又AC=CE,∴BC=CE,   ∴∠CBE=∠CEP.   ∵∠BCE=∠ACB+∠ACE=90°+60°=150°,∠CBE=(180°-∠BCE)/2=15°,   ∵AD=BD,AC=BC,∴∠BCP=∠ACB/2=45°.   ∴∠CPF=∠BCP+∠CBE=45°+15°=60°.而CE=CP,∴△CPF是正三角形,   ∴PC=PF=FC,∠CFP=60°.   由∠CAE=60°,∠CPF=60°,∴∠CAE=∠CPF,∴A、E、C、P共圆,   ∴∠APF=∠ACE=60°,∠CEF=∠CAP.   由∠CPF=60°,∠APF=60°,得:∠APC=120°.显然,∠EFC=180°-∠CFP=120°.   ∴∠EFC=∠APC,结合作出的EC=AC,证得的∠CEF=∠CAP,得:△ECF≌△ACP,   ∴EF=PA.   由EF=PA,PF=PC,得:PA+PB+PC=EF+PF+PB=BE.   显然,当P为另一点时,PF+PB>BF,即PA+PB+PC>BF+EF=BE.   ∴点P为BE与CD的交点时,PA+PB+PC最小.   此时,过E作EG⊥BC交BC的延长线于G,再过E作EH⊥AC交AC于H.   容易证出:EGCH是矩形,∴EG=HC,EH=GC.   而明显有:HC=AC/2=1/2,即:EG=1/2.   还容易算出:EH=(√3/2)AC=√3/2,即:GC=√3/2.   ∴BE=√(EG^2+BG^2)=√[(1/2)^2+(GC+BC)^2]=√[1/4+(√3/2+1)^2]   =√(1/4+3/4+√3+1)=√(2+√3)=√[(3+2√3+1)/2]=√[(√3+1)^2/2]   =(√3+1)√(1/2)=(√6+√2)/2.   即:PA+PB+PC的最小值为(√6+√2)/2.
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