■正三角形の初等幾何学(その33)
[Q]1辺の長さdの正三角形がある.その中にある1点をとったら,3頂点からそれぞれa=57cm,b=65cm,c=73cmの距離にあった.1辺の長さdを求めよ.
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a,b,cは等差数列になっている.
a=b−e,b,c=b+e
a^2=(b−e)^2,a^4=(b−e)^4
c^2=(b+e)^2,c^4=(b+e)^4
a^2+b^2+c^2=3b^2+2e^2
a^4+b^4+c^4=3b^4+12b^2e^2+2e^4
3(3b^4+12b^2e^2+2e^4+d^4)=(3b^2+2e^2+d^2)^2=d^4+2(3b^2+2e^2)d^2+(3b^2+2e^2)^2
d^4−(3b^2+2e^2)d^2+12b^2e^2+e^2=0
D=(3b^2+2e^2)^2−4(12b^2e^2+e^2)=9b^4−36b^2e^2=9b^2(b^2−4e^2)
計算しやすいようにするためには
b^2−4e^2=f^2,b^2=(2e)^2+f^2
そのため,2e=6,f=8,b=10
b=10,e=3→a=7,b=10,c=13
が選ばれているが,2e=4,f=3,b=5とすれば,
b=5,e=2→a=3,b=5,c=7
2e=12,f=5,b=13とすれば,
b=13,e=6→a=7,b=13,c=19
でもよいことになる.
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2e=16,b=65,f=63→a=57,b=63,c=71
D^1/2=3bf=3・65・63=12285
d=112
となって,1辺の長さ112の正三角形が3つの整数三角形(57,65,112),(57,73,112),(65,73,112)に分解されたことになる.
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