■三角形の初等幾何学(その41)
最初に、三角形に関する演習問題を提示しておきます。
任意の三角形の三辺の長さをa,b,c、面積をΔとする。外接円の半径Rおよび内接円の半径rをa,b,c,Δで表せ。
また、与えられた三角形が直角三角形のときのR,rをa,b,cの一次式で表せ。
Rr=abc/4s
R=abc/4△
r1=△/(s-a)
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外接円の半径Rおよび内接円の半径rについてはなじみ深いものがあるが、傍接円の半径となるとどうだろうか?
外側の大円の半径をR
内側の小円の半径をr
半周長:s=(a+b+c)/2
r=△/s
r1=△/(s-a)
r2=△/(s-b)
r3=△/(s-c)
r・r1・r2・r3=△^4/s(s-a)(s-b)(s-c)
s(s-a)(s-b)(s-c)=△^2 (ヘロンの公式)
1/r1+1/r2+1/r3=(s-a)/△+(s-b)/△+(s-a)/△=(3s-a-b-c)/△=s/△=1/r
1/r1+1/r2+1/r3=1/r
が得られる
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三角形の高さをha,hb,hcとする
2Δ=2sr=aha=bhb==chc
2s/(1/r)=a/(1/ha)=b/(1/hb)=c/(hc)
1/r=1/ha+1/hb+1/hc=1/r1+1/r2+1/r3
1/r1=1/hb+1/hc-1/ha
1/r2=1/hc+1/ha-1/hb
1/r3=1/ha+1/hb-1/hc
ha=2rr1/(r1-r)=2r2r3/(r2+r3)
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