■三角形の心(その23)

[3]チェバの定理とメネラウスの定理

 2つの定理は一見似たような定理ですが,メネラウスの定理は「3点が1直線上にある」ことを,チェバの定理は「3直線が1点で交わる」ことを示しています.そして,・・・

『与えられた三角形の各辺をλ:1,μ:1,ν:1に分ける位置に点をとる場合,3直線が1点で交わるための必要十分条件はλμν=1(チェバの定理),3点が同一直線上にあるための必要十分条件はλμν=−1(メネラウスの定理)である.』

 なお,メネラウス(ギリシャ、2000年前)とチェバ(イタリア、17-18世紀)の生存時期も1500年以上違い,その間何もなされませんでした.不思議さを感じてしまいます.

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3辺の長さが7,5,8の三角形は一つの角が60°となっているが(名古屋三角形)、整数比

AZ・BX・CY=AY・BZ・CX

2・5・3=2・5・3

5・3・2=3・2・5

3・2・4=1・4・6

4・6・1=4・3・2

3・4・2=4・3・2

2・4・5=2・4・5

を確かめることができる

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[2]与えられた三角形の各辺をλ:1,μ:1,ν:1に分ける位置に点をとって点同士を結んで作った三角形の面積は,もとの三角形の面積の

  M=(λμν+1)/(λ+1)(μ+1)(ν+1)

倍に等しくなる.

(証)1/(λ+1)・μ/(μ+1)+1/(μ+1)・ν/(ν+1)+1/(ν+1)・λ/(λ+1)=1−(λμν+1)/(λ+1)(μ+1)(ν+1)

λ=μ=νの場合,

  M=(λ^3+1)/(λ+1)^3

倍に等しくなる.λ=μ=ν=2(k=1/3)のとき1/3.

 λ=μ=ν=1の場合,M=1/4.

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