「中線定理」の版間の差分

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40行目:
で内積を導入することができる。
 
=== 証明 ===
定理をスチュワートの定理の特別な場合と考えて証明するか、または計量ベクトル空間におけるベクトルを使用することで証明することができる。
 
==== ベクトルによる証明 ====
<math>\overrightarrow{OA},\ \overrightarrow{OB}</math> をそれぞれ <math>\boldsymbol{a},\ \boldsymbol{b}</math> と置くと、辺ABの中点がMなので、
<math>\overrightarrow{OM},\ \overrightarrow{AM}</math> はそれぞれ <math>\frac{1}{2} \left(\boldsymbol{a}+\boldsymbol{b}\right),\ \frac{1}{2} \left(\boldsymbol{b}-\boldsymbol{a}\right)</math> となる。
54行目:
:<math>2\left(OM^2+AM^2\right)=\left \| \boldsymbol{a}\right \| ^2 + \left \| \boldsymbol{b}\right \| ^2= OA^2+OB^2.</math> [[Q.E.D.]]
 
==== 解析幾何学による証明 ====
三角形OABにおいて、辺ABの中点Mを原点に取り、辺ABをX軸上に取ると、
:<math>M (0, 0),\ A (-a, 0),\ B (a, 0)</math>
71行目:
:<math>OA^2 + OB^2 = 2(a^2 + b^2 + c^2) = 2\left(OM^2+AM^2\right).</math> [[Q.E.D.]]
 
==== 初等幾何学による証明 ====
三角形OABにおいて、辺ABの中点をMとし、∠OMA = θ とすると、
∠OMB = π - θ.
86行目:
:<math>OA^2 + OB^2 = 2\left(OM^2+AM^2\right).</math> [[Q.E.D.]]
 
== 中線定理の拡張 ==
三角形''ABC''に対し、''C''を線分''AB''を''p'':''q''に内分した点とすると、
:<math>qOA^2+pOB^2=qAC^2+pBC^2+(p+q)OC^2</math>
が成り立つ。
=== 証明 ===
∠''OCA''=θとする。
余弦定理より、
:{{math|1=''OA''{{sup|2}} = ''OC''{{sup|2}} + ''AC''{{sup|2}} &minus; 2''OCAC'' cos ''θ''}}
:''OB''{{sup|2}} = ''OC''{{sup|2}} + ''BC''{{sup|2}} + 2''OCBC'' cos''θ''
ここで、''AC'':''BC''=''p'':''q''より、
:<math>qAC=pBC</math>
したがって、
余弦定理によって作った第1式にq,第2式にpをかけて、足し合わせると、
:<math>qOA^2+pOB^2=qAC^2+pBC^2+(p+q)OC^2</math>
== 脚注 ==
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