■縮小三角形と重心座標(その2)

  [参]一松信・畔柳和生「重心座標による幾何学」現代数学社

にはガウス楕円とシュタイナー楕円の関係も収載されている.

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【1】ファンデンバーグ・ジーベックの定理

 「ガウスの定理」より

  『複素数係数の3次方程式f(z)=0の複素数解をα1,α2,α3,2次方程式f’(z)=0の解をβ1,β2とする.このとき,線分β1β2は三角形α1α2α3に含まれる.1次方程式f”(z)=0の解をγとするとき,線分β1β2の中点が点γとなる.』ですが,もっと面白い現象

  『2点β1,β2は三角形α1α2α3の3辺の中点でこれらの辺に接する楕円の焦点になる.』

に到達することができます.

(証)γ=(α1+α2+α3)/3=(β1+β2)/2

また,3辺の中点は

  μ1=(α2+α3)/2,μ2=(α3+α1)/2,μ3=(α1+α2)/2

 このとき,中線定理を使うと

  |μ1−β1|+|μ1−β2|=|μ2−β1|+|μ2−β2|=|μ3−β1|+|μ3−β2|

が成り立つ.

[系]与えられた三角形に内接する面積が最大となるシュタイナー楕円は,接点が各辺の中点となるものである.その面積比は

  π/3√3

で円とそれに外接する正三角形の面積比に等しい.

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