■和算にまなぶ(その37)
三角形の外接球,内接球の半径をR,rとすれば,
asinA/2=bsinB/2=csinC/2=r
x=R(1−cosC)=2Rsin^2C/2=2R(r/c)^2
y=R(1−cosA)=2Rsin^2A/2=2R(r/a)^2
z=R(1−cosB)=2Rsin^2B/2=2R(r/b)^2
より
xyz=(2Rr^2)^3/(abc)^2・・・ここに間違いがあった.すなわち,(その32)の初っ端から躓いていたことになる.
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A=2RsinA,B=2RsinB,C=2RsinC
A+B+C=2R(sinA+sinB+sinC)
ABC=8R^3sinAsinBsinC
sinA+sinB+sinC=4cosA/2cosB/2cosC/2
A+B+C=2R(sinA+sinB+sinC)
=8RcosA/2cosB/2cosC/2
Rr^2=ABC△/(A+B+C)^2
に代入すると,
Rr^2=8R^3sinAsinBsinC△/64R^2cos^2A/2cos^2B/2cos^2C/2
=△RtanA/2tanB/2tanC/2
tanA/2=2r/(B+C−A)
より
tanA/2tanB/2tanC/2
=2r/(B+C−A)・2r/(C+A−B)・2r/(A+B−C)
=(A+B+C)r^3/2△^2
Rr^2=Rr^3(A+B+C)/2△
となるが,
ABC/4△=R,r=2△/(A+B+C)
Rr^2=ABC△/(A+B+C)^2
と合致する.
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→acosA/2=(B+C−A)/2
bcosB/2=(C+A−B)/2
ccosC/2=(A+B−C)/2
asinA/2=bsinB/2=csinC/2=r
より,
(abc)^2sinAsinBsinC/8
=r^3(B+C−A)(C+A−B)(A+B−C)/8
=2r^3△^2/(A+B+C)
ABC/64R^3=sinAsinBsinC/8
より,
(abc)^2=128R^3r^3△^2/ABC(A+B+C)
xyz=(2Rr^2)^3/(abc)^2
abc=8xyz
を証明するためには
(abc)^3/8=(2Rr^2)^3
abc=4Rr^2
がいえればよい.
(abc)^2=128R^3r^3△^2/ABC(A+B+C)
に
ABC=4R△,(A+B+C)r=2△
を代入すると
(abc)^2=128R^3r^4△^2/4R△・2△
(abc)^2=16R^2r^4
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[まとめ]やっと代数的にも証明できた.やれやれ.
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