■初等幾何の楽しみ(その126)

[Q1]外円内に甲乙乙の3円が,丙円を取り巻いて内外接している.

  (甲)

  (丙)

  (乙乙)

外円の直径は30寸,乙円の直径が15寸のとき,丙円の直径を求めよという問題は少々面白味を欠いている.

 一方,

[Q2]外円内に甲乙乙の3円が,丙円を取り巻いて内外接している.

  (甲)

  (丙)

  (乙乙)

外円の直径は30寸,甲円の直径は丙円の直径の2倍のとき,丙円の直径を求めよという問題は成立しない.

 デカルトの4円定理でもよいかもしれないが,オイラー・フース型定理を用いることにすると,n=3のとき,s+1/s=14.外円の直径は30寸(R=15)であるから,

  d^2=r^2−rR(s+1/s)+R^2=r^2−210r+225

 また,題意より

  R−d−r=4r

  d=15−5r

  d^2=25(3−r)^2=25r^2−150r+225

 これより

  24r^2+60r=0

であるが,r>0より解なし.

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[Q3]外円内に甲乙乙の3円が,丙円を取り巻いて内外接している.

  (甲)

  (丙)

  (乙乙)

外円の直径は30寸,甲円の直径は丙円の直径に等しいのとき,丙円の直径を求めよという問題ではどうだろうか.

 n=3のとき,s+1/s=14.外円の直径は30寸(R=15)であるから,

  d^2=r^2−rR(s+1/s)+R^2=r^2−210r+225

 また,題意より

  R−d−r=2r

  d=15−3r

  d^2=9(5−r)^2=9r^2−90r+225

 これより

  8r^2+120r=0

であるが,r>0より解なし.

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[Q4]外円内に甲乙乙の3円が,丙円を取り巻いて内外接している.

  (甲)

  (丙)

  (乙乙)

外円の直径は30寸,甲円の直径は丙円の直径の半分のとき,丙円の直径を求めよという問題ではどうだろうか.

 n=3のとき,s+1/s=14.外円の直径は30寸(R=15)であるから,

  d^2=r^2−rR(s+1/s)+R^2=r^2−210r+225

 また,題意より

  R−d−r=r

  d=15−2r

  d^2=4r^2−60r+225

 これより

  3r^2+150r=0

であるが,r>0より解なし.

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