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费马点
定义
在一个多边形中，到每个顶点距离之和最小的点叫做这个多边形的费马点。
在平面三角形中:
(1).三内角皆小于120°的三角形，分别以 AB,BC,CA，为边，向三角形外侧做正三角形ABC1,ACB1,BCA1,然后连接AA1,BB1,CC1,则三线交于一点P,则点P就是所求的费马点.

(2).若三角形有一内角大于或等于120度,则此钝角的顶点就是所求.
(3)当△ABC为等边三角形时,此时外心与费马点重合
（1） 等边三角形中BP=PC=PA，BP、PC、PA分别为三角形三边上的高和中线、三角上的角分线。是内切圆和外切圆的中心。△BPC≌△CPA≌△PBA。
（2） 当BC=BA但CA≠AB时，BP为三角形CA上的高和中线、三角上的角分线。
证明
(1)费马点对边的张角为120度。
△CC1B和△AA1B中,BC=BA1,BA=BC1,∠CBC1=∠B+60度=∠ABA1,
△CC1B和△AA1B是全等三角形,得到∠PCB=∠PA1B
同理可得∠CBP=∠CA1P
由∠PA1B+∠CA1P=60度，得∠PCB+∠CBP=60度,所以∠CPB=120度
同理,∠APB=120度，∠APC=120度
(2)PA+PB+PC=AA1
将△BPC以点B为旋转中心旋转60度与△BDA1重合，连结PD，则△PDB为等边三角形，所以∠BPD=60度
又∠BPA=120度，因此A、P、D三点在同一直线上，
又∠CPB=∠A1DB=120度，∠PDB=60度，∠PDA1=180度，所以A、P、D、A1四点在同一直线上，故PA+PB+PC=AA1。
(3)PA+PB+PC最短
在△ABC内任意取一点M（不与点P重合），连结AM、BM、CM，将△BMC以点B为旋转中心旋转60度与△BGA1重合，连结AM、GM、A1G(同上)，则AA1<A1G+GM+MA=AM+BM+CM.所以费马点到三个顶点A、B、C的距离最短。
平面四边形费马点
平面四边形中费马点证明相对于三角型中较为简易，也较容易研究。
（1）在凸四边形ABCD中，费马点为两对角线AC、BD交点P。
（2）在凹四边形ABCD中，费马点为凹顶点D（P）。

而费尔马曾提出关于三角形的一个有趣问题：在三角形所在平面上，求一点，使该点到三角形三个顶点距离之和最小。即在ABC内求一点P,使 PA+PB+PC之值为最小,人们称这个点为“费马点”。
今天我们来探索费马点。首先将三角形分为两种情况:
①当三角形有一个内角大于或等于一百二十度的时候，则费马点就是这个内角的顶点。
下面来验证这个结论: 对三角形内任意一点P,延长BA至C’使得AC=AC’，做∠C’AP’=∠CAP，并且使得AP’=AP, PC’=PC，即把三角形APC以A为中心做旋转变换

则△APC≌△AP’C’（旋转的不变性）
∵∠BAC≥120°（已知）
∴∠PAP’=180°-∠BAP-∠C’AP’（平角的意义）=180°-∠BAP-∠CAP（等量代换）=180°-∠BAC≤60°
∴等腰三角形PAP’中（已知AP’=AP），AP≥PP’（∠PAP’＜∠AP P’）
∴PA+PB+PC≥PP’+PB+ P’C’>BC’（两边之和大于第三边）=AB+AC（已知AC=AC’）
所以A是费马点。即之前的结论。
下面探讨第二种情况：
②如果三个内角都在120度以内，那么，费马点就是使得费马点与三角形三顶点的连线两两夹角为120度的点。
做△ABC内一点P，使得∠APC=∠BPC=∠CPA=120°，分别作PA,PB,PC的垂线，交于D,E,F三点（如图），再作一点P’，不与点P重合，连结P’A,P’B,P’C，过P’作P’H垂直EF于H。

∵∠APB=120°，∴∠PAB+∠PBA＝180°－120°=60°
且∠PAF=∠PBF=90°，∴∠F=180°－（90°+90°－60°）
同理可得：∠D=∠E=∠F=60°，即△DEF为等边三角形，设边长为d，面积为S。
则S= 1/2 d (PA+PB+PC)
∵P’H ≤ P’A
∴ 1/2×d×P’H×2S ≤1/2 ×d ×P’A×2S
又∵1/2×d×P’H=△EP’F ∴ 2S△EP’F≤ d ×P’A×S
同理有：2S△DP’F≤d ×P’B×S ， 2S△EP’D≤d ×P’C×S
相加，得：2S(△EP’F+△DP’F+△EP’D)≤ d ×S (P’A+P’B+P’C)
又∵△EP’F+△DP’F+△EP’D=△EDF
2S×S ≤ d ×S (P’A+P’B+P’C) 两边同除以S，得：2S ≤ d (P’A+P’B+P’C)
把S= 1/2 ×d (PA+PB+PC)代入上式可得：
PA+PB+PC≤P’A+P’B+P’C，当且仅当P,P’重合时取到等号。
所以P是费马点，即与上述结论相符合。
经过上述的推导，我们即得出了三角形中费马点的找法：
当三角形有一个内角大于或等于一百二十度的时候，费马点就是这个内角的顶点；如果三个内角都在120度以内，那么，费马点就是使得费马点与三角形三顶点的连线两两夹角为120度的点。

费马（Pierre de Fermat,1601—1665）是法国数学家、物理学家。费马一生从未受过专门的数学教育，数学研究也不过是业余之爱好。然而，在17世纪的法国还找不到哪位数学家可以与之匹敌。他是解析几何的发明者之一；概率论的主要创始人；以及独承17世纪数论天地的人。一代数学大师费马堪称是17世纪法国最伟大的数学家。尤其他提出的费马大定理更是困惑了世间智者358年

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