「高等学校数学A/図形の性質」の版間の差分

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が得られる。これらのことからAGとADの比を計算すると、
:<math>
AG = AL + LFLG = \frac 1 2 AD + \frac 1 3 LD
</math>
 
164 行
 
{{-}}
* 余談研究
なお、三角形の内接円の半径を''r''とすると、面積''S''と三辺の長さ''a'',''b'',''c''との間に
なお、3辺の長さが知られている三角形については
:<math>S=\frac{1}{2}r(a+b+c)</math>
ヘロンの公式と組み合わせることで、内接円の半径を一般的に求めることが出来る。
の関係式が成り立つ(△ABI、△BCI、△CAIの3つの三角形の面積を考えてみよ)。面積''S''は[[w:ヘロンの公式|ヘロンの公式]]を用いれば三辺の長さから計算できるので、結局三辺の長さがわかっていれば内接円の半径は計算できることがわかる。
[[w:ヘロンの公式]],[[高等学校理数数学]]を参照。
 
==== 三角形の垂心 ====
184 行
[[File:Orthocenter triangle proof.svg|thumb|400px]]
 
点Aを通り辺BCに平行な直線、点Bを通り辺CAに平行な直線、点Cを通り辺ABに平行な直線をかき、これらの直線の交点を図のようにP,Q,Rとする。
まず、△ABCをもとに、右の図のように、各辺が平行になるように△RPQを書く。
 
 
すると、
 
四角形RBCA は平行四辺形なので、 RA = BC である。
 
すると、四角形RBCA は平行四辺形なので、 RA = BC である。
同様に、四角形ABCQ も平行四辺形なので BC=AQ である。
上記って RA=BC かつ BC=AQ なので、 RA = AQ である。
 
次に、点Aから対辺BCまたはその延長上に垂線ADを引く。
上記より RA=BC かつ BC=AQ なので
すると、 RQ // BC の仮定により、平行な2直線の同位角が等しい事を利用して、
 
よって、 RA = AQ になる。
 
次に、点Aから対辺またはその延長上に垂線ADを引く。
 
すると、 RQ // BC の仮定により、
 
平行な2直線の同位角が等しい事を利用して、
:AD ⊥ RQ
が導かれる。したがって、この線分ADは、△RQPの辺RQの垂直二等分線である。
が導かれる。
 
同様に考えると、頂点Bから辺ACまたはそ延長上に降ろした垂分ADBE辺RPの垂直二等分線であり△RQP頂点Cから辺ABまたはそ延長上に降ろした垂線CFはRQPQの垂直二等分線であることがわかる。
 
この3本の垂直二等分線は、△RQPの外心で交わる。すなわち△ABCの各頂点から対辺に引いた3本の垂線 AD,BE,CF は一点で交わる。
 
△ABC の残りの2つの頂点B,C についても同様のことが成り立つ。つまり、
:頂点Bから辺ACまたはその延長上に降ろした垂線BEについても、同様のことが成り立ち、線分BEは垂直二等分線である。
:おなじく、頂点Cから辺ABまたはその延長上に降ろした垂線CFについても、同様のことが成り立ち、線分CFは垂直二等分線である。
 
 
三角形の3辺の垂直二等分線は一点で交わるので、
 
なので、つまりAD,BE,CFの交点は、△RQPの外心を書くための垂直二等分線に一致する。
 
すなわち△ABCの各頂点から対辺に引いた3本の垂線 AD,BE,CF は一点で交わる。
 
 
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[[File:Triangle excenter proof.svg|thumb|300px]]
 
角Bと角Cの二等分線の交点をPとする。
 
図のように、Pから△ABCの3辺またはその延長線上に垂線PD,PE,PFをおろす。
 
すると、
:PF=PD かつ PE かつ PDPE=PD
なので、よって
::PF=PE
である。
 
よって、直APは∠Aの二等分線になである。 (証明 おわり)
 
すると、△APFと△APEは直角三角形の斜辺以外の一辺が等しいので合同である。なので、
線分APは∠Aの二等分線になる。 (証明 おわり)