13262861… P(24)=3. 15965994… p(48)=3. 13935020… P(48)=3. 14608621… p(96)=3. 14103195… P(96)=3. 14271460… であるので、アルキメデスが求めたとよく言われている、 が示された。 (参考:上式は漸化式として簡単にパソコンでプログラムできる。参考に正6291456(6*2^20)角形で計算すると、p(6291456)= 3. 1415926535896…、P(6291456)= 3. 1415926535900…と小数点以下10桁まで確定する) アルキメデスの時代にはまだ小数表記が使えなかったため、計算は全て分数で行われた(だから結果も小数でなく分数になっている)。平方根の計算も分数近似に依っていたので、計算は極めて大変だったはずだ。 三角関数の使用について 最初に「πを求める方法が指定されていない問題の場合、もし三角関数の半角公式を使うのなら、内接(外接)多角形を持ち出す必要はない」と述べた。誤解されないように強調しておくが、三角関数を使うなと言っているわけではない。上記の円に内接(外接)する辺や周囲の長さを求めるのに初等幾何の方法を使ったが、三角関数を使う方が分かりやすかったら使えば良い。分数を使うのが大変だったら小数を使えば良いのと同じことだ。言いたいのは、 三角関数を使うならもっと巧く使え ということだ。以下のような例題を考えてみよう。 例題)円周率πが、3. 05<π<3. 円周率πを内接(外接)する正多角形から求める｜yoshik-y｜note. 25であることを証明せよ。 三角関数を使えないのなら、上記の円に内接(外接)する辺や周囲の長さを求める方法で解いても良いだろう。しかし、そこで三角関数の半角公式等が使えるのなら、最初から、 として、 よりいきなり半角の公式を使えば良い。 もしろん、これは内接・外接正6角形の辺の長さの計算と計算自体は等しい。しかし、円や多角形を持ち出す必要はなくなる。三角関数を導入するときは三角形や単位円が必要となるが、微積分まで進んだときには図形から離れた1つの「関数」として、その性質だけを使って良いわけだ。 (2021. 6. 20)
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外接 円 の 半径 公益先
科学、数学、工学、プログラミング大好きNavy Engineerです。 Navy Engineerをフォローする 2021. 03. 17 "正弦定理"の公式とその証明 です!
外接 円 の 半径 公式ブ
外接円とは何か、および外接円の半径の求め方について、数学が苦手な人でも理解できるように、現役の早稲田大生が解説 します。
これを読めば、外接円とはどのようのものか、外接円の半径の求め方がマスターできるでしょう。
スマホでも見やすい図を使って外接円の半径の求め方を解説 しているので、わかりやすい内容です。
最後には、外接円の半径に関する練習問題も用意した充実の内容 です。
ぜひ最後まで読んで、外接円、外接円の半径の求め方をマスターしてください! 1:外接円とは? 外接 円 の 半径 公益先. (内接円との違いも)
まずは外接円とは何か?について解説します。
外接円とは、三角形の外にあり、全ての頂点を通る円のことです。
三角形の各辺の垂直二等分線の交点が外接円の中心 となります。
よくある疑問として、「外接円と内接円の違い」がありますので、解説しておきます。
内接円とは、三角形の中にあり、全ての辺と接する円のことです。
三角形の角の二等分線の交点が内接円の中心 となります。
※内接円を詳しく学習したい人は、 内接円について詳しく解説した記事 をご覧ください。
2:外接円の半径の求め方
では、外接円の半径を求める方法を解説します。
みなさん、正弦定理は覚えていますか? 外接円の半径を求めるには、正弦定理を使用します。
※正弦定理があまり理解できていない人は、 正弦定理について解説した記事 をご覧ください。
三角形の3つの角の大きさがA、B、Cで、それらの角の対辺の長さがa、b、c、外接円の半径をRとすると、
a/sinA = b/sinB = c/sinC = 2R
という公式が成り立ちました。
外接円の半径は正弦定理を使って求めることができた のですね。
したがって、三角形の角の大きさと、その角の対辺の長さがわかれば外接円の半径は求められます。
3:外接円の半径の求め方(具体例)
では、以上の外接円の求め方(正弦定理)を踏まえて、実際に外接円の半径を求めてみましょう! 外接円:例題
下図のように、3辺が3、5、6の三角形ABCの外接円の半径Rを求めよ。
解答&解説
まずは三角形のどれかの角の大きさを求めなければいけません。
3辺から1つの角の大きさを求めるには、余弦定理を使えばよいのでした。
※余弦定理を忘れてしまった人は、 余弦定理について解説した記事 をご覧ください。
余弦定理より、
cosA
=(5²+6²-3²)/ 2×5×6
= 52/60
=13/15
なので、
(sinA)²
=1 – (13/15)²
=56/225
Aは三角形の角なので 0°0より、
sinA=(2√14)/15
正弦定理より、
2R
=3 ÷ {(2√14)/15}
=(45√14)/28
となるので、求める外接円の半径Rは、
(45√14)/56・・・(答)
となります。
いかがですか?
外接 円 の 半径 公式サ
複素数平面上に 3 点 O,A,B を頂点とする △OAB がある。ただし,O は原点とする。△OAB の外心を P とする。3 点 A,B,P が表す複素数を,それぞれ $\alpha$,$\beta$,$\gamma$ とするとき, $\alpha\beta=z$ が成り立つとする。(北海道大2017) (1) 複素数 $\alpha$ の満たすべき条件を求め,点 A ($\alpha$) が描く図形を複素数平面上に図示せよ。 (2) 点 P ($z$) の存在範囲を求め,複素数平面上に図示せよ。 複素数が垂直二等分線になる (1)から考えていきます。 まずは,ざっくり図を描くべし。 外接円うまく描けない。 分かる。中心がどこにくるか迷うでしょ? ある三角形があったとして,その外接円の中心はどこにあるのでしょうか。それは外接円の性質を考えれば分かるはずです。 垂直二等分線でしたっけ?
外接円の半径 公式
一緒に解いてみよう これでわかる! 例題の解説授業
△ABCにおいて、1辺の長さと外接円の半径から角度を求める問題だね。
ポイントは以下の通り。外接円の半径がからむときは、正弦定理が使えるよ。
POINT
外接円の半径Rが出てくることから、 正弦定理 の利用を考えよう。
公式に当てはめると、 √2/sinB=2√2 となるね。
これを解くと、 sinB=1/2 。
あとは「sinB=1/2」を満たす∠Bを見つければいいね。
sinθ からθの角度を求めるときは、 注意しないといけない よ。下の図のように、0°<θ<180°の範囲では、θの値が 2つ存在 するんだ(θ=90°をのぞく)。
sinB=1/2を満たすBは30°と150°だね。
答え
「多面体の外接球」
とは、一般的には、
「多面体の全ての頂点と接する球」
と捉えるのが普通ですが、一応語義としては、
「多面体の外部に接する球」
という意味でしかないので、中には、
「部分的に外接する球」
のような設定の場合もあり得るので、与条件はしっかり確認しましょう。 また、「正四角錐」も一般的には、
「正方形の重心の真上に頂点がある四角錐」
と捉えることが多いですが、これも、
「1つの面が正方形の四角錐」
と捉えることもできるので、一応注意しておきましょう。 ※但し、良心的な問題においては、誤解を生まないような説明が必ず施されているはずです。
【問題】
1辺12の正方形ABCDを底面とし高さが12の正四角錐P-ABCDがある。
PA =PB=PC=PDとするとき、この立体の全ての頂点と接する球の半径を求めよ。
(答え;9)
【解説】
この問題は、例えば、
「△PACの外接円の半径」
を求めることと同じですね。 「外接球の中心をO」
とし、正四角錐P-ABCDの縦断面である、
「△PAC」
を用いて考えてみましょう。 「点Pから線分ACへ下ろした垂線の足をQ」、
「点Oから線分APへ下ろした垂線の足をR」
とすると、
「△OAQで三平方」
もしくは、
「△PAQ∽△POR」
を用いて方程式を立てれば、簡単に
「外接球の半径(OA, OP)」
は求められますね。
280662313909…より、円周率πの近似値として3. 140331156…を得る。 外接正多角形の辺の長さを求める 半径1の円Oに内接する正n角形の辺の長さをaとしたとき、同じ円に外接する正n角形の辺の長さbを求める。 AB=a, CD=b である。 これで、外接多角形の辺も計算できるようになった。先ほどの内接正64角形の辺の長さa(64)より、外接正64角形の辺の長さb(64)を求めると、 となり、これを64倍すると6. 288236770491…より、円周率πの近似値として3. 144118385…を得る。 まとめると、 で、 円周率πが3. 14…であることが示された 。 アルキメデスの方法 教科書等には同様の方法でアルキメデスが正96角形を使ってπ=3. 外接 円 の 半径 公式サ. 14…を求めたと書いてある。これを確かめてみよう。 96=6×16(2の4乗)なので、アルキメデスは正6角形から始めたことが分かる。上記の方法でも同じように求められるが、アルキメデスは上記の式をさらに変形し、内接正多角形と外接正多角形の辺の長さを同時に求める「巧妙な」方法を使ったといわれている。以下のようである。 円に内接する正n角形の周囲の長さをp、外接する正n角形の周囲の長さをPとし、正2n角形の周囲の長さをそれぞれp'、P'とする。そのとき、 が成り立つ。 実際に計算してみれば分かるが、先ほどの内接正多角形の辺だけを求めておいて、後から外接正多角形の辺を求める方法に比べて、楽にはならない(「巧妙」ではあるが)。この式の優れている点は、P'がpとPの調和平均、p'はpとP'の幾何平均になることを示したところにある。古代ギリシャでは、現在良く知られている算術平均、幾何平均、調和平均の他にさらに7つの平均が定義されており、平均の概念は重要な物であった。 余計な蘊蓄は置いておいて、この式で実際に計算してみよう。内接正n角形の周囲の長さをp(n)、外接正n角形の周囲の長さをP(n)とする。正6角形からスタートすると、p(6)=3は明らかだが、P(6)は上記の「 外接正多角形の辺の長さを求める 」から求める必要があり、これは 2/√3=2√3/3(=3. 4641016…)。以下は次々に求められる。 p(6)=3 P(6)=3. 46410161… p(12)=3. 10582854… P(12)=3. 21539030… p(24)=3.
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