■整数三角形(その42)
[Q]1辺の長さdの正三角形ABCがある.3つの辺上に1点ずつとって,できあがる全部で4つの三角形を整数三角形にせよ.
[A]4つの三角形がどれも不等辺整数三角形になる(正三角形にも二等辺三角形にもならない)ようにした解の1例としては,1辺=38.
AP=35,PB=3,
BQ=8,QC=30,
CR=14,RA=24,
PQ=7,QR=26,RP=31
この問題のパラメータ解を考えてみたい.もの前にまず・・・
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[Q]三角形ABCの各辺を1:λの比に順次分けた点P,Q,Rが作る三角形PQRがもとの三角形と相似になることがあるか? あるとすればどのような場合か?
[ヒント]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って点同士を結んで作った三角形の面積は,もとの三角形の面積の
M=(λμν+1)/(λ+1)(μ+1)(ν+1)
倍に等しくなる.
(証)1/(λ+1)・μ/(μ+1)+1/(μ+1)・ν/(ν+1)+1/(ν+1)・λ/(λ+1)=1−(λμν+1)/(λ+1)(μ+1)(ν+1)
λ=μ=νの場合,
M=(λ^3+1)/(λ+1)^3
倍に等しくなる.λ=μ=ν=2(k=1/3)のとき1/3.λ=μ=ν=−2のとき7.
すなわち,もとの正三角形の1辺の長さを1とすると,縮小三角形の1辺の長さは
√(λ^2−λ+1)/(λ+1)=(λ^3+1)/(λ+1)^3
というわけである.
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