■三角形の心(その21)

[3]チェバの定理とメネラウスの定理

 2つの定理は一見似たような定理ですが,メネラウスの定理は「3点が1直線上にある」ことを,チェバの定理は「3直線が1点で交わる」ことを示しています.そして,・・・

『与えられた三角形の各辺をλ:1,μ:1,ν:1に分ける位置に点をとる場合,3直線が1点で交わるための必要十分条件はλμν=1(チェバの定理),3点が同一直線上にあるための必要十分条件はλμν=−1(メネラウスの定理)である.』

 なお,メネラウスとチェバの生存時期も1500年以上違い,その間何もなされませんでした.不思議さを感じてしまいます.

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 等チェバ線は

 (√3/2−Y)・2(a+1/2)/√3・2(c−1)/√3

=(Y+√3/2)・2(a−1)/√3・2(c+1/2)/√3=consy

 (√3/2−Y)(ac−a+c/2−1/2)

=(Y+√3/2)(ac+a/2−c−1/2)

 √3/2(ac−a+c/2−1/2)−Y(ac−a+c/2−1/2)=√3/2(ac+a/2−c−1/2)+Y(ac+a/2−c−1/2)

 √3/2(ac−a/4−c/4−1/2)

−√3/2(3a/4−3c/4)

−Y(ac−a/4−c/4−1/2)

+Y(3a/4−3c/4)

 √3/2(ac−a/4−c/4−1/2)

+√3/2(3a/4−3c/4)

+Y(ac−a/4−c/4−1/2)

+Y(3a/4−3c/4)

 両辺に共通しているのは

 √3/2(ac−a/4−c/4−1/2)+Y(3a/4−3c/4)=const

ac−1/2={−3y^2−23x^2−2x+7}/(12y^2−4x^2−16x−16)

(a+c)/4={−3y^2−5x^2−11x−2)}{(2√3xy−

ac−1/2−(a+c)/4={−18x^2+9x+9}/(12y^2−4x^2−16x−16)

3(a−c)/4=−9√3y(2x+1)/(12y^2−4x^2−16x−16)

√3/2・{−18x^2+9x+9}/(12y^2−4x^2−16x−16)

+3y/2(x−1)・9√3y(2x+1)/(12y^2−4x^2−16x−16)=const

√3/2・{−18x^2+9x+9}+3y/2(x−1)・9√3y(2x+1)

=const(12y^2−4x^2−16x−16)

√3(x−1){−18x^2+9x+9}+3y・9√3y(2x+1)

=const・2(12y^2−4x^2−16x−16)(x−1)

 したがって,等チェバ線は3次曲線である.

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