■単体の体積(その76)
【2】デカルトの円定理
六斜術の公式をさらに変形すると,互いに外接する4個の円の半径の逆数の間の等式
(1/a+1/b+1/c+1/d)^2=2(1/a^2+1/b^2+1/c^2+1/d^2) (デカルトの円定理)
が得られます.
[Q]互いに接する半径1の3つの円がある.こられに内側から接する第4の円,外側から接する第4の円の半径を求めよ.
[A]ピタゴラスの定理を使っても解ける問題を思われるが,ここではデカルトの円定理を用いてみたい.
3つの円の半径は1,第4の円の半径をdとすると
(3+1/d)^2=6+2/d^2 → 1/d=3±2√3
内側から接する第4の円の半径は(正の方を採用して)
d=1/(3+2√3)=(3−2√3)/3
外側から接する第4の円の半径は(負の方を採用して)
d=1/(2√3−3)=(2√3+3)/3
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