■正三角形の初等幾何学(その51)
a=BC,b=CA,c=ABとする.|a|=|b|=|c|=d
AP=(λc−b)/(1+λ)
BQ=(μa−c)/(1+μ)
CR=(νb−a)/(1+ν)
PQ=AP+PC+CQ=(λc−b)/(1+λ)+λa/(1+λ)+b/(1+μ)=(λ(c+a)−b)/(1+λ)+b/(1+μ)
a+b+c=0より
PQ=−b{(λ+1)(1+μ)−(1+λ)}/(1+λ)(1+μ)
=−bμ(1+λ)(1+ν)/(1+λ)(1+μ)(1+ν)
QR=BQ+QA+AR=(μa−c)/(1+μ)+μb/(1+μ)+c/(1+ν)
=−c(ν(1+μ)(1+λ)/(1+λ)(1+μ)(1+ν)
RP=CR+RB+BP=(νb−a)/(1+ν)+νc/(1+ν)+a/(1+λ)
=−a(λ(1+ν)(1+μ)/(1+λ)(1+μ)(1+ν)
あるいは余弦定理の方が簡単かもしれない.
|a|=|b|=|c|=dより,
(1+λ)(1+μ)(1+ν)
μ(1+λ)(1+ν)
ν(1+μ)(1+λ)
λ(1+ν)(1+μ)
が整数となるλ,μ,νを定めればよいことになる.
4つの三角形がどれも不等辺整数三角形になる(正三角形にも二等辺三角形にもならない)ようにするのは難しいかもしれないが,そうでない場合は簡単な問題であって,たとえばλ=2,μ=3,ν=4であれば,
(1+λ)(1+μ)(1+ν)=60
μ(1+λ)(1+ν)=45
ν(1+μ)(1+λ)=48
λ(1+ν)(1+μ)=40
とすればよい.
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