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海盗埋宝模型(两侧等边三角形连线)

拖动两棵树 A、B,观察 CD 中点恒与 AB 中点重合、|CD| = √3·|AB|、CD ⊥ AB
【理论题目】平地上有两棵树 A、B。以线段 AB 为公共边,在两侧各作等边 △ABC 与等边 △ABD(C、D 分居 AB 两侧)。设 M 为 CD 的中点。求证:M 与 AB 的中点重合;|CD| = √3·|AB|;且 CD ⊥ AB。
【思路】设 AB 中点为 N,AB 方向单位向量为 u,法向量为 n。等边三角形的高为 (√3/2)|AB|,且 C、D 到 AB 的距离都等于这个高、方向相反:C = N + (√3/2)|AB|·n,D = N − (√3/2)|AB|·n。两式相加得 C + D = 2N,故 CD 中点恰为 N;而 CD = C − D = √3·|AB|·n 沿法向,长度 √3·|AB|,方向垂直于 AB。
【结论】宝藏点 M 只取决于 AB 的中点:CD 中点 ≡ AB 中点,|CD| = √3·|AB|,CD ⊥ AB,与 A、B 位置无关。
未播放时可直接拖动树 A、B