■三角形のブロカール角(その5)
(問題)
任意の三角形に対して
sinαsinβsinγ≦3√3/8
が成り立つ.
(証明)
2sinβsinγ=cos(β−γ)−cos(β+γ)
=cos(β−γ)+cosα
sinαsinβsinγ
=1/2sinα(cos(β−γ)+cosα)
≦1/2sinα(1+cosα)
x=cosα
f(x)=sinα(1+cosα)=(1-x^2)^1/2・(1+x)
f'(x)=-x/(1-x^2)^1/2・(1+x)+(1-x^2)^1/2
=1/(1-x^2)^1/2・{-x(1+x)+1-x^2}
=-1/(1-x^2)^1/2・(x+1)(2x-1)
x=1/2のとき、f(x)=3√3/8
これより極大値を計算すると,3√3/8が得られる.なお,この不等式は三角形の外接円,内接円および面積をR,r,△とすれば,
abc=4R△,(a+b+c)r=2△
また,正弦法則
a/sinα=b/sinβ=c/sinγ=2R
より,
abc≦3√3R^3
と同値である.
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(問題)
sinαsinβsinγ≦(3√3/2π)^3αβγ
このことから,三角形のブロカールの角ωが,
8ω^3<αβγ
を満たすことが証明できるという.
なお,三角形の5心とは内心,傍心,重心,外心,垂心を指しますが,古代ギリシャ人は5心について知っていました.その1500年後,フェルマー点が発見され,さらに1〜2世紀後に9点円の中心,その次がジェルゴンヌ点,19世紀にはいるとナーゲル点やブロカール点などが発見されました.
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