怎么理解Malfatti问题
1、 内容: 在一个已知三角形内画三个圆,每个圆与其他两个圆以及三角形的两边相切。 这个著名的问题是数学家Malfatti于1803年提出并解答的。满足要求的三个圆,称为该三角形的Malfatti圆。
2、 背景: 事实上,这个问题源自于一个面积优化问题:用给定的鹩梏钔喔三角形材料,截取三个面积之和最大的圆。Malfatti本人以为,Malfatti圆的面积之和是最大的。然而,Zalgaller和Los于1992年成功解决,否定了Malfatti的猜测。
3、 尺规作图法: 目前,最好的解法是由Jakob Steiner于1826年给出的尺规作图法: 作蟛鹫估幺△ABC的三条角平分线,定出内心I; 作△IBC、△ICA、△IAB的内切圆,每两个圆已有一条内公切线(分别为IC、IB、IA),再作另一条内公切线OP、QR、ST; 最后作圆与AB、AC、OP相切,作圆与AB、BC、QR相切,作圆与BC、CA、ST相切。 这三个圆就是Malfatti圆。
4、 证明: Steiner没有给出具体的证明过程。这一点,在1865年被爱尔兰数学家Andrew Hart弥补。他的证明过程可以参考《马尔法蒂问题》(自行百度)、《Malfatti's Problem.PDF》(可以用PDF阅读器浏览)。
5、 代数解法: 参考《三个圆内切一个三角形》,或《Malfatti Circles》。
6、 扩展: Malfatti点,是根据Malfatti圆衍生而来的、关于三角形的特定的点。具体的内容,参考《Ajima-Malfatti Points》,或者《三个圆内切一个三角形》。
7、 推广: 六圆定理内容是:过三角形的两边L1、L2作切圆O1,再过L2、L3、O1作切圆O2,依次作切圆O3、O4、O5、O6,那么O6与O1相切。