■平行四辺形の3等分点ダイヤグラム

 平行四辺形の頂点と2等分点を使ったダイヤグラムでは,平行四辺形の重なりにおいて,4:5:3の比があらわれた.では,3等分点を使ったダイヤグラムではどうだろうか?

 求めるのは,EO:ON:NBである.4:5:3になっていることは間違いなさそうであるが,証明してみよう.   (中川宏)

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[証]

 三角形CEUにおいてOは重心であるから,a:b=2:1

また,対角線BEはCUによって2等分されているので,a+b=c+d

平行四辺形の対角線は相互に2等分するので,c=d

 そこでa+b+6とおくと,a=4,b=2,c=3,d=3

よって,EO:ON:NB=4:5:3である.

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[補]一般に与えられた平行四辺形の各辺を同じ倍率kで伸縮した位置に点をとって作った四角形の面積は,もとの平行四辺形の面積の

  M=2k^2−2k+1=2(k−1/2)^2+1/2

倍になる.

  k=1/3 → M=5/9

  k=1/2 → M=1/2

  k=2/3 → M=5/9

であるから,小さい平行四辺形の面積はもとの平行四辺形の面積の5/9に等しい.また,小さい平行四辺形が重なった部分は点対称な8角形で,その面積は小さい平行四辺形の面積の5/6に等しい.

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