数学题:证明AB+AC>DB+DC(D为三角形内一点)

这篇博客提出了一个几何问题:当D是三角形ABC内部的一点时,如何证明AB+AC大于DB+DC。作者通过尝试不同的证明方法,如比较面积、利用余弦定理和椭圆性质,最终通过延长线构造辅助线得出结论。这个问题挑战了读者的思维,适合喜欢几何和数学推理的读者。

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http://blog.youkuaiyun.com/yxnk/article/details/2101242 在这篇博客看到一个问题:

证明:AB+AC>DB+DCD为三角形ABC的一个内点)。

由于他说 90%的人要花1个小时以上,我不得不发起挑战了!

我赶紧找了张纸画了几个图,做了一些辅助线。发现有三点是易知的:

### 证明布尔代数等式 为了证明给定的布尔代数等式: \[ ¬(AB) + ¬(AC) + ¬(A+C)D + CD = ¬(AB) + ¬(AC) + D \] 可以按照以下方式进行简化和验证。 #### 步骤分析 1. **初始表达式** 考虑左侧表达式 \( ¬(AB) + ¬(AC) + ¬(A+C)D + CD \). 2. **应用德摩根定律** 使用德摩根定律展开 \( ¬(A+C) \): \[ ¬(A+C) = ¬A·¬C \] 所以原表达式变为: \[ ¬(AB) + ¬(AC) + (¬A·¬C)D + CD \][^2] 3. **分配律的应用** 对于项 \( (¬A·¬C)D \),利用分配律可得: \[ (¬A·¬C)D = ¬AD + ¬CD \] 这样整个表达式变成: \[ ¬(AB) + ¬(AC) + ¬AD + ¬CD + CD \] 4. **吸收律** 利用吸收律 \( X + XY = X \),注意到 \( ¬CD + CD = C(D+¬D)=C \cdot 1=C\),因此有: \[ ¬(AB) + ¬(AC) + ¬AD + C \] 5. **进一步化简** 接下来考虑 \( ¬AD + C \). 如果 \( A=0 \),则 \( ¬AD=0 \);如果\( A=1 \),那么 \( ¬AD=¬D \),而此时无论 \( D \) 的取值如何,加上 \( C \) 后结果不变。所以这部分最终等于 \( C \). 6. **结论** 结合上述推导可知: \[ ¬(AB) + ¬(AC) + ¬AD + C = ¬(AB) + ¬(AC) + D \] 因此完成了原始命题的证明。 ```python from sympy import symbols, Not, And, Or, simplify # Define the variables A, B, C, D = symbols('A B C D') # Original expression on the left side of equality expr_left = Not(A & B) | Not(A & C) | Not(A | C) & D | C & D # Simplified target expression expr_right = Not(A & B) | Not(A & C) | D # Check if both expressions are equivalent after simplification simplified_expr_left = simplify(expr_left) print(f"Simplified Left Expression: {simplified_expr_left}") is_equal = simplified_expr_left.equals(simplify(expr_right)) print(f"Are they equal? {'Yes' if is_equal else 'No'}") ```
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