■和算にまなぶ(その55)
[1]三角形についての等式
任意の三角形に対して
tanα+tanβ+tanγ=tanαtanβtanγ
sinα+sinβ+sinγ=4cosα/2cosβ/2cosγ/2
sin2α+sin2β+sin2γ=4sinαsinβsinγ
sin3α+sin3β+sin3γ=−4cos3α/2cos3β/2cos3γ/2
cosα+cosβ+cosγ=1+4sinα/2sinβ/2sinγ/2
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[2]三角形についての不等式
鋭角三角形ならば,算術平均≧幾何平均より
tanα+tanβ+tanγ≧33√tanαtanβtanγ
前項より,
tanαtanβtanγ≧33√tanαtanβtanγ
したがって,
tanαtanβtanγ≧√27=3√3
であるから,
tanα+tanβ+tanγ≧3√3 (等号は正三角形のとき)
を容易に証明することができる.
同様に
sinαsinβsinγ≦3√3/8
なお,この不等式は三角形の外接円,内接円および面積をR,r,△とすれば,
abc=4R△,(a+b+c)r=2△
また,正弦法則
a/sinα=b/sinβ=c/sinγ=2R
より,
abc≦3√3R^3
と同値である.
また,△ABC内の1点をP,面積を△とすると,
AP+BP+CP≧2√((√3)△)
等号は△ABCが正三角形で,Pが重心のときに限る.
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