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一个奇妙的证明

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@lo211cd9
此快照首次捕获于
2023/10/23 06:14
2 年前
此快照最后确认于
2023/11/03 06:38
2 年前
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现有n个点,坐标(xi,yi)每个点都给一个物块一个大小相等的引力,求证:该物块平衡时所处位置为这n个点的费马点 。
1、费马点
(i=1nLi)min(\sum_{i = 1}^{n} L_i)min
(Fi=1nLi)min(F\sum_{i = 1}^{n} L_i)min
(i=1nEp)min(\sum_{i = 1}^{n} E_p)min
Ep为物块到每一个点的势能
=>势能最小,能量稳定
=>坐标稳定
=>加速度为0
=>受力平衡
2、费马点=>i=1n(xxi)2+(yyi)2\sum_{i = 1}^{n} \sqrt{(x-x_i)^2+(y-y_i)^2}
分别对x,y求偏导
i=1nxxi(xxi)2+(yyi)2\sum_{i = 1}^{n} \frac{x-x_i}{\sqrt{(x-x_i)^2+(y-y_i)^2}} i=1nyyi(xxi)2+(yyi)2\sum_{i = 1}^{n} \frac{y-y_i}{\sqrt{(x-x_i)^2+(y-y_i)^2}}
再求2阶导
i=1n(xxi)2((xxi)2+(yyi)2)3\sum_{i = 1}^{n} \frac{(x-x_i)^2}{(\sqrt{(x-x_i)^2+(y-y_i)^2})^3} i=1n(yyi)2((xxi)2+(yyi)2)3\sum_{i = 1}^{n} \frac{(y-y_i)^2}{(\sqrt{(x-x_i)^2+(y-y_i)^2})^3}
发现其恒大于0
所以单峰
因此只需要
i=1nxxi(xxi)2+(yyi)2=0\sum_{i = 1}^{n} \frac{x-x_i}{\sqrt{(x-x_i)^2+(y-y_i)^2}}=0 i=1nyyi(xxi)2+(yyi)2=0\sum_{i = 1}^{n} \frac{y-y_i}{\sqrt{(x-x_i)^2+(y-y_i)^2}}=0
发现其等价于
i=1nXLi=0\sum_{i = 1}^{n} \frac{X}{L_i}=0 i=1nYLi=0\sum_{i = 1}^{n} \frac{Y}{L_i}=0
又等价于
i=1ncos(a)=0\sum_{i = 1}^{n} \cos(a)=0
i=1nsin(a)=0\sum_{i = 1}^{n} \sin(a)=0
a为两点连线与x轴之间的夹角
想到正交分解
i=1nFcos(a)=0\sum_{i = 1}^{n} F\cos(a)=0
i=1nFsin(a)=0\sum_{i = 1}^{n} F\sin(a)=0
这个式子似乎是说合力=0
Q.E.D
由此发现UVA10228==P1337
求大佬指教

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