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第3题

凸六边形的每一对对边都满足:它们中点之间的距离 pp 等于两边长度之和的 32\frac{\sqrt3}{2}。证明该六边形为等角六边形。
第 7/7 步:推出转角和内角相等
通俗地说

三条长对角线等长,迫使中间边的方向平分两侧边的方向。

u=−(s+1)b,w=(1+1s)a,∠(a,b)=∠(b,c)=60∘\mathbf u=-(s+1)\mathbf b,\qquad \mathbf w=\left(1+\frac1s\right)\mathbf a,\qquad \angle(\mathbf a,\mathbf b)=\angle(\mathbf b,\mathbf c)=60^\circ
详细分析

利用 a+c=sb\mathbf a+\mathbf c=s\mathbf b 和 r=t=1/sr=t=1/s 直接求和得 u=−(s+1)b\mathbf u=-(s+1)\mathbf b、w=(1+1/s)a\mathbf w=(1+1/s)\mathbf a。由于 ∣u∣=∣w∣|\mathbf u|=|\mathbf w| 且 ∠(u,w)=120∘\angle(\mathbf u,\mathbf w)=120^\circ,a\mathbf a 与 b\mathbf b 的夹角为 60∘60^\circ。又有 ∣a∣=s∣b∣=∣a+c∣|\mathbf a|=s|\mathbf b|=|\mathbf a+\mathbf c|;由 c=sb−a\mathbf c=s\mathbf b-\mathbf a 得 ∣c∣=∣a∣|\mathbf c|=|\mathbf a|,而 a+c=sb\mathbf a+\mathbf c=s\mathbf b 使 b\mathbf b 与 c\mathbf c 的夹角也为 60∘60^\circ。对边反向平行,所以六个连续转角都为 60∘60^\circ,每个内角均为 120∘120^\circ。