■三角形の心(その80)
三角形には
[1]正三角形
[2]鋭角二等辺三角形
[3]直角二等辺三角形
[4]鈍角二等辺三角形
[5]鋭角不等辺三角形
[6]直角不等辺三角形
[7]鈍角不等辺三角形
の種別があるが、高次元多胞体に関する論文の共著者である石井源久先生は、
これらを1:√3+2/3の長方形の中に埋め込むパズルを考案している。
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それらは、どの角も15°の倍数になっている。高校生ならば作図によって
tan15°=1/(2+√3)=2-√3
を導くことができると思うが、各辺の長さを余弦定理
c^2=a^2+b^2-2abcosC
を使って導くことも面白いであろう。
[1]正三角形(1辺の長さ1)
[2]鋭角二等辺三角形(頂角30°、75°の対辺の長さ2/√3)
[3]直角二等辺三角形(斜辺でない辺の長さ2/3)
[4]鈍角二等辺三角形(底角30°、底辺の長さ√3)
[5]鋭角不等辺三角形(45,60,75°、60°の対辺の長さ2/√3)
[6]直角不等辺三角形(15°の対辺の長さ1/3、75°の対辺の長さ2/3+1/√3
[7]鈍角不等辺三角形(30,45,105°、105°の対辺の長さ2/√3)
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[2]頂角30°の対辺の長さは
c^2=4/3+4/3-2・4/3・√3/2=8/3-4√3/3=(8-2√12)/3
c=(√6-√2)/√3
[3]斜辺(2√2)/3
[4]3=x^2+x^2+2・x^2・1/2=2x^2,x=1
[5]4/3=8/9+x^2-2・x・2√2/3・1/2
4/9=x^2-x・2√2/3
9x^2-6√2・x-4=0
x={3√2+(18+36)^1/2}/9={√6-√2}/3
[7]
c^2=4/3+(8-2√12)/3-2・2/√3・(√6-√2)/√3・√2/2
c^2=(12-4√3)/3-(4√3-4)/3=(16-8√3)/3
c=2/√3・(4-2√3)^1/2=2(√3-1)/√3=2(1-1/√3)
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