■和算にまなぶ(その26)
(その21)のヘロンの公式において,
4(a+b+c)^2r^2=2(a^2b^2+b^2c^2+c^2a^2)−(a^4+b^4+c^4)
の右辺を因数分解は意外に難儀した経験がある.久しぶりに試みてみたい.
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右辺=−1/2{(a^2−b^2)^2+(b^2−c^2)^2+(c^2−a^2)^2}+(a^2b^2+b^2c^2+c^2a^2)
とすると,うまくいかない.
右辺=−{(a^2−b^2)^2+(b^2−c^2)^2+(c^2−a^2)^2}+a^4+b^4+c^4
=a^4−(b^2−c^2)^2+b^4−(c^2−a^2)^2+c^4−(a^2−b^2)^2
=(a^2+b^2−c^2)(a^2−b^2+c^2)+(b^2+c^2−a^2)(b^2−c^2+a^2)+(c^2+a^2−b^2)(c^2−a^2+b^2)
=(a^2+b^2−c^2)(a^2−b^2+c^2)+(b^2+c^2−a^2)(b^2−c^2+a^2)+(c^2+a^2−b^2)(c^2−a^2+b^2)
としても,うまくいかない.
そこで,aについて整理すると
右辺=−a^4+2(b^2+c^2)a^2−(b^2−c^2)^2
=−a^4+2(b^2+c^2)a^2−(b+c)^2(b−c)^2
=−{a^2−(b+c)^2}{a^2−(b−c)^2}
=−(a+b+c)(a−b−c)(a+b−c)(a−b+c)
=(a+b+c)(−a+b+c)(a+b−c)(a−b+c)
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[まとめ]ヘロンの公式とは、
Δ^2=(2a^2b^2+2b^2c^2+2c^2a^2−a^4−b^4−c^4)/16
=(a+b+c)(−a+b+c)(a−b+c)(a+b−c)/16
ここで、2s=a+b+cとおくと
Δ^2=s(s−a)(s−b)(s−c)
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