■和算にまなぶ(その53)
abc=8xyz=4Rr^2
a+b+c≧3(4Rr^2)^1/3
a+b+cに関して,他に何かいえないものだろうか?
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【1】内接円の関数として
A=bcosB/2+ccosC/2
B=ccosB/2+acosA/2
C=acosA/2+bcosB/2
→acosA/2=(B+C−A)/2
bcosB/2=(C+A−B)/2
ccosC/2=(A+B−C)/2
2△=(A+B+C)r
asinA/2=bsinB/2=csinC/2=r
a^2・2sinA/2cosA/2=a^2sinA=r(B+C−A)
b^2・2sinB/2cosB/2=b^2sinB=r(C+A−B)
c^2・2sinC/2cosC/2=c^2sinC=r(A+B−C)
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【2】外接円の関数として
A=2RsinA,B=2RsinB,C=2RsinC
a^2=r(B+C−A)・2R/A
b^2=r(C+A−B)・2R/B
c^2=r(A+B−C)・2R/C
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【3】ヘロンの公式
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
Δ^2=(A+B+C)ABCa^2b^2c^2/16(2Rr)^3
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【4】一般的公式
ABC=4R△,(A+B+C)r=2△
ABC=2R(A+B+C)r
sinA+sinB+sinC=4cosA/2cosB/2cosC/2
Δ^2=(A+B+C)ABCa^2b^2c^2/16(2Rr)^3
Δ^2=2△/r・4R△・a^2b^2c^2/16(2Rr)^3
1=2/r・4R・a^2b^2c^2/16(2Rr)^3
a^2b^2c^2=2r(2Rr)^3/R=16R^2r^4
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これは既知なので,
a^2=r(B+C−A)・2R/A=2Rr(B/A+C/A−1)
b^2=r(C+A−B)・2R/B=2Rr(C/B+A/B−1)
c^2=r(A+B−C)・2R/C=2Rr(A/C+B/C−1)
a^2+b^2+c^2=2Rr(B/A+C/A+C/B+A/B+A/C+B/C−3)≧6Rr
等号は正三角形のとき,a=b=c=R,r=R/2
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[まとめ]
a+b+c≧3(4Rr^2)^1/3
a^2+b^2+c^2≧6Rr
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