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(2) △ABC の内部に点 O をとり, O と頂点 A, B, C を結ぶ直線がそれぞれ辺 AB, BC, CA と交わる点を P, Q, R とする. AP:PB=3:4, BQ:QC=5:6 であるとき, CR:RA を最も簡単な整数の比で表してください. (解答) (チェバの定理を覚えている場合) チェバの定理により が成り立つから CR:RA=8:5 …(答) (別解) (中学生ならチェバの定理を覚えている必要はない.相似比を使って解けばよい) A から BC に平行な直線をひき, CP, BR の延長との交点を S, T とし, BQ=m, QC=n, SA=a, AT=b とおく a:11=3:4=3m:4m b:11=n:m=4n:4m a:b=6:5=3m:4n 24n=15m m:n=8:5 …(答) **チェバの定理は右図のように点 O が △ABC の外部にある場合にも成り立ちます** △ABC の辺上にない1点 O をとり, O と頂点 A, B, C を結ぶ直線がそれぞれ辺 AB, BC, CA またはその延長と交わる点を P, Q, R とするとき,次の式が成り立つ. チェバの定理・メネラウスの定理. ※証明略 (3) 右図のように △ABC の外部に点 O をとり, O と頂点 A, B, C を結ぶ直線がそれぞれ辺 AB, BC, CA またはその延長と交わる点を P, Q, R とする. PA:AB=2:3, BC:CQ=2:1 であるとき, CR:RA を最も簡単な整数の比で表してください. CR:RA=5:6 …(答) ただし,筆者がやっても苦労するぐらいなので,中学生が解くにはかなり難しいかもしれない. できなくても,涼しい顔ということで・・・ A から BC に平行な直線をひき, CP との交点を S , BR の延長との交点を T とし, CR=m, RA=n, SA=a, ST=b とおく b:2=2:5 b:a=1:2 …(答)
みなさん。こんにちは。数学1Aの勉強で今回は【図形の性質】について、その中でも特に「チェバの定理」と「メネラウスの定理」を詳しく解説していきます。一筆書きで理解なんて聞いたことがあるかもしれませんね。 この分野はセンター試験で頻出、というわけではありませんが、2次試験ではよく出題されています。 チェバの定理、メネラウスの定理は、それ単体で出題されることもあれば、正三角形や二等辺三角形の性質などと組み合わせた問題が出題されることもあり、覚えている人と覚えていない人で差がつきやすい分野と言えるでしょう。 名前は難しそうですが、複雑な式を覚える必要が全くないので、一度覚えてしまえば思い出すのはとても簡単です。 まずは、チェバの定理、メネラウスの定理とは何なのかを説明し、実際にどのように使うのかを解説します。次に、応用編として三角形の面積比の性質と組み合わせた問題を解いていきましょう。 最後に、おまけとしてチェバの定理、メネラウスの定理の証明を載せています。この証明がテストに出ることは滅多にありませんが、図形の面白さが詰まった証明であり、この分野の理解がグッと深まることは間違いありません。興味のある方は是非ご覧ください。 「チェバの定理」とは?「メネラウスの定理」とは?
【このページのテーマ】 このページでは,次のような問題を,平面幾何の定理やベクトル(複素数)を使って解く方法を考えます. △ABC において, AB を k:l に内分する点を P , CA を m:n に内分する点を R とし, CP と BR の交点を X とする.さらに, AX の延長が BC と交わる点を Q とする. このとき, BQ:QC, AX:XQ, BX:XR, CX:XP は幾らになるか? 【要点1:メネラウスの定理】 (メネラウスはギリシャの数学者, 1世紀 直線 l が △ABC の3辺 AB, BC, CA またはその延長と,それぞれ, P, Q, R で交わるとき,次の式が成り立つ. (公式の見方) 右図のように,頂点 A からスタートして,交点 P までの長さを分子(上)とし,次に,交点 P から頂点 B までの長さを分母(下)とする.以下同様に分数を掛けて行って,頂点 A まで戻ったら,それらの分数の積が1になるという意味 右の図では,交点 Q だけ変な位置にあるように見えるが,1つの直線と3辺 AB, BC, CA の交点を考えるとき,少なくとも1つの交点は辺の延長上に来る. ③:BC→④:CQ と見るのではなく,上の定理のように ③:BQ→④:QC と正しく読むには,機械的に 頂点A→交点→頂点B→交点→頂点C→交点→(頂点A) のように,頂点と交点を交互に読めばよい. 【要するに】 分母と分子を逆に覚えても(①③⑤を分母にしても)結果が1になるのだから,式としては正しい. 通常,「メネラウスの定理」という場合は分子からスタートする流れになっている. 交点の内分比，ベクトル，複素数，メネラウスの定理,チェバの定理. ※証明は このページ 【要点2:チェバの定理】 (チェバはイタリアの数学者, 17世紀 △ABC の辺上にない1点 O をとり, O と頂点 A, B, C を結ぶ直線がそれぞれ辺 AB, BC, CA またはその延長と交わる点を P, Q, R とするとき,次の式が成り立つ. ※チェバの定理の式自体は,メネラウスの定理と全く同じ形になりますが, P, Q, R の場所が違います. メネラウスの定理では3点 P, Q, R は1直線上に並びますが,チェバの定理では,それぞれ辺 AB, BC, CA にあります. 機械的に のように,頂点と交点を交互に読めばよいのもメネラウスの定理と同じ.
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