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正三角形の内部の点から、各辺までの距離の和が、正三角形の高さに等しいことは、私自身は上図によって示そうとした。
AB=PQ,AC=QR
AB+AC=PQ+QR
=PRになる。
しかしながら、いろいろな方の回答より、もっと一般的に解くことができることを知りました。
<解答例>
<tommyさんより>
僊BC正三角形なので、高さをhとおくと面積S=1/2・h・BC
・・・@であ
る。
一方条件から、S=1/2・(PQ+QR+RP)・BC ・・・Aとも表せる。
@=Aなので、h=PQ+QR+RP=15・・・Bである。
ここで三平方の定理(30度60度90度の三角形)を用いると、辺の比は
1:2:√3 であるから高さh=√3/2・BC・・・Cとおける。
CをBに代入して
√3/2・BC=15 したがって BC=10√3
つまり、(正方形DEFGの面積)=10√3×10√3=300 (cm2)
有無相生さん、保夫さん、ふじさきたつみさん、大豪院邪鬼さん、BossFさん、高橋さん、ミミズクはくず耳さん、CRYING
DOLPHINさんからも同様の解答を頂きました。
有り難うございました。
<圭太さん、ヒサノッチさん、ミミズクはくず耳さんより>
<鈴木さんより>
QP=SP=RPの場合
RP=5
三角形BPRは、30度60度の直角三角形なので
RP:BR=1:√3
BR=5√3
BC=10√3
BC=EFより
四角形の面積 10√3×10√3=300
<浜田 明巳さんより>
パスカルで作りました.正三角形の1辺の長さを1とし,A(1/2,√3/2),B(
0,0),C(1,0)とします.乱数を使ってPの座標を△ABC内に求め,PQ+PR+PSを計算します.
本来この長さが15になるので,相似比を求め,その相似比にそって,正方形の面積を求めます.
program p0107(input,output);
var
Py:real ;
Px:real ;
PR:real ;
PQ:real ;
PS:real ;
soujihi:real ;
kotae:real ;
QX:integer ;
begin
repeat
Px := random;
Py := random;
if Py<=sqrt(3)*Px
then begin
QX := 1;
if Py>-sqrt(3)*(Px-1) then begin
QX := 0;
end;
end else begin
QX := 0;
end;
until QX=1;
PR := Py;
PQ := abs(-sqrt(3)*Px+Py)/sqrt((-sqrt(3))*(-sqrt(3))+1*1);
PS :=
abs(sqrt(3)*Px+Py-sqrt(3))/sqrt(sqrt(3)*sqrt(3)+1*1);
soujihi := 15/(PQ+PR+PS);
kotae := soujihi*soujihi;
writeln(kotae:10:4);
end.