题目
Bn-|||-A-|||-Cn+1-|||-Cc-|||-Bn+1 An设有△A0B0C0,作它的内切圆,得到的三个切点确定一个新的三角形△A1B1C1,再作△A1B1C1的内切圆,得到的三个切点又确定一个新的三角形△A2B2C2,以此类推,一次一次不停地作下去可以得到一个三角形序列△AnBnCn(n=1,2,3,…),它们的尺寸越来越小,则最终这些三角形的极限情形是( ) A. 等边三角形 B. 直角三角形 C. 与原三角形相似 D. 以上均不对
设有△A0B0C0,作它的内切圆,得到的三个切点确定一个新的三角形△A1B1C1,再作△A1B1C1的内切圆,得到的三个切点又确定一个新的三角形△A2B2C2,以此类推,一次一次不停地作下去可以得到一个三角形序列△AnBnCn(n=1,2,3,…),它们的尺寸越来越小,则最终这些三角形的极限情形是( )- A. 等边三角形
- B. 直角三角形
- C. 与原三角形相似
- D. 以上均不对
题目解答
答案
解:设第n个内切圆的圆心为On,第n个三角形的内角,∠BnAnCn=an,∠AnBnCn=bn,∠AnCnBn=cn,在四边形OOnAn+1BnCn+1中,
∵An+1Cn+1⊥OnBn,OnAn+1⊥BnCn,
∴∠OnAn+1Cn+1=∠An+1BnOn=$\frac{1}{2}{b}_{n}$,
同理∠OnAn+1Bn+1=$\frac{1}{2}{c}_{n}$,所以an+1=∠Bn+1An+1Cn+1=∠OnAn+1Cn+1+∠OnAn+1Bn+1=$\frac{{b}_{n}+{c}_{n}}{2}$=$\frac{π-{a}_{n}}{2}$,
∴${a}_{n+1}=\frac{π}{2}-\frac{1}{2}{a}_{n}$,设${a}_{n+1}+k=-\frac{1}{2}({a}_{n}-2k-π)$,令k=-2k-π,得,k=-$\frac{π}{3}$,
即$\frac{{a}_{n+1}-\frac{π}{3}}{{a}_{n}-\frac{π}{3}}=-\frac{1}{2}$,所以{${a}_{n}-\frac{π}{3}$}是以${a}_{1}-\frac{π}{3}$为首相,以-$\frac{1}{2}$为公比的等比数列.
∴${a}_{n+1}=\frac{π}{3}+({a}_{1}-\frac{π}{3})×(-\frac{1}{2})^{n}$,所以$\underset{lim}{n→∞}{a}_{n}$=$\underset{lim[\frac{π}{3}+({a}_{1}-\frac{π}{3})(-\frac{1}{2})^{n-1}]}{n→∞}$=$\frac{π}{3}$,同理当n→+∞时,bn,cn都→$\frac{π}{3}$,
故三角形的极限为等边三角形.
故选:A.