一个奇妙的证明
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  • 发布时间2023/8/1 10:02
  • 上次更新2023/11/3 06:38:00
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一个奇妙的证明
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caocong楼主2023/8/1 10:02

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
(F∑i=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(x−xi)2+(y−yi)2\sum_{i = 1}^{n} \sqrt{(x-x_i)^2+(y-y_i)^2}

分别对x,y求偏导
∑i=1nx−xi(x−xi)2+(y−yi)2\sum_{i = 1}^{n} \frac{x-x_i}{\sqrt{(x-x_i)^2+(y-y_i)^2}} ∑i=1ny−yi(x−xi)2+(y−yi)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(x−xi)2((x−xi)2+(y−yi)2)3\sum_{i = 1}^{n} \frac{(x-x_i)^2}{(\sqrt{(x-x_i)^2+(y-y_i)^2})^3} ∑i=1n(y−yi)2((x−xi)2+(y−yi)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=1nx−xi(x−xi)2+(y−yi)2=0\sum_{i = 1}^{n} \frac{x-x_i}{\sqrt{(x-x_i)^2+(y-y_i)^2}}=0 ∑i=1ny−yi(x−xi)2+(y−yi)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

2023/8/1 10:02
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