■ピックの公式と三角形分割(その36)
ファウルハーバーの定理は,ピタゴラスの定理の拡張である.
各辺(a,b,c)と空間対角線dの直方体では
a^2+b^2+c^2=d^2
が成り立つが,ファウルハーバーは直角三角形の辺の長さの2乗を,直角三角錐の面の面積の2乗に拡張した.
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【1】ファウルハーバーの定理
辺(p,q,r)が1点において直交する四面体において,3つの面の面積をA,B,C,斜面の面積をDとすると
A^2+B^2+C^2=D^2
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(証明)斜面の辺の長さを(a,b,c)とすると
a^2=q^2+r^2
b^2=r^2+p^2
c^2=p^2+r^2
また,3面の面積は
qr/2=A
rp/2=B
pq/2=C
さらみ斜面の三角形の高さをhとおくと
D=ah/2
h^2=k^2+p^2,ak/2=A
以上より,
4D^2=a^2h^2=a^2(k^2+p^2)=4A^2+a^2p^2
=4A^2+(q^2+r^2)p^2
=4A^2+r^2p^2+p^2q^2
=4A^2+4B^2+4C^2
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