■六斜術と単体の体積(その2)

【1】六斜術

 「六斜術」とは平面三角形ABCの6本の線分間の等式を意味する「和算用語」です.平面三角形ABCにおいて,BC=a,CA=b,AB=cとおき,平面上の点Pに対してPA=d,PB=e,PC=fとするとき

  a^2d^2(b^2+c^2+e^2+f^2−a^2−d^2)

 +b^2e^2(c^2+a^2+f^2+d^2−b^2−e^2)

 +c^2f^2(a^2+b^2+d^2+e^2−c^2−f^2)

 =a^2b^2c^2+a^2e^2f^2+d^2b^2f^2+d^2e^2c^2

 一見複雑ですが,左辺は相対する線分の2乗の積に,他の線分の2乗の和から自分自身の2乗を引いた量をかけた和

  a^2d^2(b^2+c^2+e^2+f^2−a^2−d^2)

 +b^2e^2(c^2+a^2+f^2+d^2−b^2−e^2)

 +c^2f^2(a^2+b^2+d^2+e^2−c^2−f^2)

であり,右辺は4個の三角形の周辺3本の2乗の積の和

  a^2b^2c^2+a^2e^2f^2+d^2b^2f^2+d^2e^2c^2

===================================

【2】オイラーの四面体公式(空間のヘロンの公式)

  (12Δ)^2=

 a^2d^2(b^2+c^2+e^2+f^2−a^2−d^2)

 +b^2e^2(c^2+a^2+f^2+d^2−b^2−e^2)

 +c^2f^2(a^2+b^2+d^2+e^2−c^2−f^2)

 −a^2b^2c^2−a^2e^2f^2−d^2b^2f^2−d^2e^2c^2

 最初の3行は向かい合う辺の3つの対に相当し,最後の行の4つの項は四面体の4つの面に相当する.

 この空間のヘロンの公式は,オイラーの公式と呼ばれるものですが,

  (12×体積)^2=六斜術の両辺の差

に等しいということを主張しています.

 点Pが平面三角形ABCの平面上になく,4点が四面体の頂点をなすときの四面体の体積公式ですから,六斜術は四面体が平面上に退化して体積が0になった極限と解釈することができます.

===================================