■三角形の心(その93)

【2】ナポレオン点

 数学(と戦争)が得意だったフランス皇帝ナポレオンが若い頃に発見したと伝えられている定理が,ナポレオンの定理「任意の三角形の各辺の外側に正三角形を作ったとき,それらの重心を結ぶと正三角形が得られる」です.

 三角形の各辺の内側に正三角形を作ったときも,それらの重心を結ぶと正三角形が得られます.これらの2つの正三角形の重心は一致し,その面積の差は最初の三角形の面積に等しくなります.

3辺の長さがa,b,c,面積がSの三角形では

外正三角形の面積=(√3)/24・(a^2+b^2+c^2)+s/2

内正三角形の面積=(√3)/24・(a^2+b^2+c^2)-s/2

である。

なお、ヘロンの公式より,

S^2=(2a^2b^2+2b^2c^2+2c^2a^2−a^4−b^4−c^4)/16

  =(a+b+c)(−a+b+c)(a−b+c)(a+b−c)/16

ここで,2s=a+b+cとおくと

S^2=s(s−a)(s−b)(s−c)

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 ナポレオン点は,頂点と外正三角形の中心を結ぶ直線の共点として得られます.一方,第2ナポレオン点は頂点と内正三角形の中心を結ぶ直線の共点として得られます.フェルマー点・ナポレオン点・外心は同一直線上にあり,フェルマー点・第2ナポレオン点・フォイエルバッハの9点円の中心は同一直線上にあります.

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