Fagnano-Problem

mathematischer Satz

Das Fagnano-Problem ist das folgende nach Giovanni Fagnano benannte Optimierungsproblem.

Höhenfußpunktdreieck:
einbeschriebene Dreiecke:
Bestimme das in ein spitzwinkliges Dreieck einbeschriebene Dreieck minimalen Umfangs.

Hierbei versteht man unter einem einbeschriebenen Dreieck eines Dreiecks ein Dreieck , dessen Ecken auf den Seiten Dreiecks liegen, das heißt , und . Für das Höhenfußpunktdreieck gilt, dass sein Umfang geringer ist als der eines jeden anderen einbeschriebenen Dreiecks und somit ist es die Lösung des Fagnano-Problems.

Zunächst zeigte Giovanni Fagnanos Vater Giulio Carlo Fagnano, dass man zu einem beliebigen festen Punkt U auf 2 Punkte V auf und W auf so konstruieren kann, dass der Umfang des Dreieckes minimal ist. Giovanni Fagnano verwandte dieses Resultat, um dann mit Hilfe der Differentialrechnung von allen möglichen U auf , dasjenige zu bestimmen, für das der Umfang des Dreieckes minimal wird. Später wurden auch mehrere elementargeometrische Beweise gefunden, unter anderem auch von Leopold Fejér und Hermann Amandus Schwarz. Diese Beweise verwenden meist Eigenschaften von Spiegelungen zur Bestimmung eines minimalen Weges.

Literatur

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