单位圆上的凸 边形取得面积最大值时,圆心 必位于它的内部。
证明是很容易的。设 就是这凸 边形,圆心 位于它的外部,则 这 个顺时针排列的顶点必定位于单位圆的同一个半圆弧上。这时,显然有 考虑这三角形 假使我们调整 位置使它变为 这 是弦 中点与圆心 连线与圆的不在前述半圆弧上的那个交点,这时, 保持不变,但 显然变大了,于是总的 也将随之变大。这说明,如果圆心 位于凸 边形的外部,我们总可以调整顶点的位置、让圆心 变到形内以使凸 边形面积增大,于是结论得证。
单位圆上的凸 边形取得面积最大值时,必是正 边形。
基于 的结论,将的各个顶点分别与形内的 相连,并设
于是有 注意到 在 上是凹函数,于是依 不等式,成立 当且仅当 时成立等式。由此即证。
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