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メネラウスの定理を利用する練習問題 それでは、メネラウスの定理を使う問題を実際に解いてみましょう!
よって,$3$ 点 $P, Q, R$ は一直線上にある. メネラウスの定理の覚え方 メネラウスの定理は一見複雑なように見えますが,あるコツさえ知っていればいつでも迷うことなく立式できます.まず,メネラウスの基本は三角形と一つの直線です.ここで,直線と三角形の辺 (またはその延長) の交点を 分点 と呼ぶことにします.つまり,点 $P, Q, R$ が分点です.図では,わかりやすいように頂点は 赤色 ,分点は 青色 で書いています.そこで,メネラウスの定理の左辺の式は, ある頂点から出発して,分点と頂点を交互にたどっていく ことで,簡単に立てることができます. メネラウスの定理とその覚え方|思考力を鍛える数学. たとえば,下図において,メネラウスの式は, ですが,これは,$\color{red}{B}→\color{blue}{P}→\color{red}{C}→\color{blue}{Q}→\color{red}{A}→\color{blue}{R}$ とたどっていきながら分母と分子を書いていけば間違えずに立式できます.やり方は人それぞれなので,自分の好みに合ったやり方をマスターするのがよいでしょう. メネラウスの定理は忘れたころに必要となってくるイメージがあります.
この記事では、「メネラウスの定理」の意味や証明方法、覚え方を紹介していきます。 チェバの定理との違いや問題の解き方もわかりやすく解説していくので、ぜひこの記事を通してマスターしてくださいね! メネラウスの定理とは?
東大塾長の山田です。 このページでは、 「 メネラウスの定理 」について解説します 。 メネラウスの定理とその証明、さらにメネラウスの定理の逆の証明を、イラスト付きで丁寧にわかりやすく解説していきます 。 また、さいごにはメネラウスの定理を利用する練習問題も用意しているので、ぜひ最後まで読んで「メネラウスの定理」をマスターしてください! 1. メネラウスの定理とは? まずはメネラウスの定理とは何か説明します。 2. メネラウスの定理の覚え方! メネラウスの定理はパッと見は分数が多くて複雑そうですが、本質を理解していればめちゃめちゃシンプルで覚えやすいです。 メネラウスの定理は 、定義でも述べた通り 「三角形と直線」からなる定理です 。 「三角形の頂点→直線上の点(分点)→三角形の頂点→直線上の点(分点)→ \( \cdots \)」の順に、交互にたどっていき分数にすれば、メネラウスの定理の式になります! メネラウスの定理・チェバの定理・徹底解剖！ | 高校数学の無料オンライン学習サイトko-su-. 上の図ではわかりやすいように、 三角形の頂点を赤 、 直線上の点(分点)を青 で表しています。 \( \color{red}{ \mathrm{ A}} \)からスタートして、「 頂点 → 分点 → 頂点 → 分点 → 頂点 → 分点 」の順で「分子→分母→分子→分母→分子→分母」と式を立てれば、メネラウスの定理 \( \displaystyle \frac{AR}{RB} \cdot \frac{BP}{PC} \cdot \frac{CQ}{QA} = 1 \) となります。 上の例では頂点の\( \mathrm{ A} \)からスタートしましたが、その他の頂点・分点(\( \mathrm{ B, C, P, Q, R} \))どこからでもOKですし、逆回りでもOKですよ! 頂点→分点の交互さえ守ればOKです! 3.
スポンサーリンク メネラウスの定理の証明 では、メネラウスの定理をざっくりと証明していきたいと思います。 今回は、一番簡単な面積比を使ってみたいと思います。 さて、図に何本か直線を引きました。これによって、三角形がたくさんできましたね。 緑色の△の面積を a 、黄色の△の面積を b 、赤色の△の面積を c とおくと… まず、緑色の△と黄色の△とに注目します。それぞれの三角形は、高さが等しいので三角形の面積の比はそれぞれの底辺の長さの比になります。よって、 $$\frac{a+b}{b} = \frac{BP}{CP} $$ となります。これより、同様に$\frac{b}{c} = \frac{CQ}{QA} $ となります。 そして、「緑色の△プラス黄色の△」と赤色の△ですが、これはPQが等しいために面積の比は高さの比になります。よって、 $$\frac{c}{a+b} = \frac{AR}{RB} $$ となります。これらすべてを掛け算すると… $$\frac{c}{a+b}\times\frac{a+b}{b} \times\frac{b}{c} $$ $$= \frac{AR}{RB} \times \frac{BP}{CP} \times\frac{CQ}{QA}=1 $$ となり、メネラウスの定理が証明できました! なんだかスッキリしないかもしれませんが、メネラウスの証明が問題になることはほとんどありません。なので、「面積の比で証明できる」くらいに覚えておくといいと思います。 メネラウスの定理の覚え方 でも、なんだかメネラウスの定理って、覚えにくいですよね。そこで、よく使われている メネラウスの定理の覚え方 を紹介します。 メネラウスの定理では、分母と分子がごっちゃになりがちです。そこで、下の図を見てください。 図のように、 キツネ型の耳から初めて、一筆書きでまた耳に戻ってくる ように番号を振ります。そして、番号の順に分子→分母→分子…と繰り返すと… $$\frac{➀}{➁}\times\frac{➂}{➃}\times\frac{➄}{➅} = 1$$ となります。これは覚えやすいですね? ちなみに、メネラウスの定理はキツネ型ならどこからでも始めることができます。例えば、Pから始めるとしたら、次のような感じです。 この例だと、 $$\frac{PC}{CB}\times\frac{BA}{AR}\times\frac{RQ}{QP}=1 $$ となります。 このように、反対の耳から反対周りにやることもできます。 ちなみに、最後は結局1になるので、➀を分母から初めて分母→分子→分母… としても、逆にしても結果は同じです。間違えやすいので自分でどちらから始めるか決めておくといいですよ!
証明 直線 P Q PQ と A A ′, B B ′, C C ′ AA', \:BB', \:CC' との交点をそれぞれ X, Y, Z X, \:Y, \:Z とする。(図では Y Y ははるか左, Z Z ははるか右にあります。) P P を中心とした複比の不変性より, ( X, A ′; A, O) = ( Y, B ′; B, O) (X, A';A, O)=(Y, B';B, O) Q Q ( Y, B ′; B, O) = ( Z, C ′; C, O) (Y, B';B, O)=(Z, C';C, O) よって, ( X, A ′; A, O) = ( Z, C ′; C, O) (X, A';A, O)=(Z, C';C, O) A C AC の交点を R R とおき, R, A ′, C ′ R, \:A', \:C' が同一直線上にあることをいえばよい。 つまり, R A ′ RA' O C OC の交点 C ′ ′ C'' が C ′ C' と一致することをいえばよい。 これは ( X, A ′; A, O) = ( Z, C ′ ′; C, O) (X, A';A, O)=(Z, C'';C, O) となるのでさきほどの式と比較して C ′ = C ′ ′ C'=C'' がいえる。
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その上で、過去問を解くために必要な情報を教科書から探していきます。 そして教科書の情報を元に 「模範解答」的なもの を"自分で"作成しましょう。 最初は「多分これで合っているはずだけど、なぜ正解か腑に落ちていない」くらいまででOK。 内部生の場合、同期に「これって合ってる?」と簡単に質問することができるので積極的に聞きましょう。 むしろその模範解答を見せると「その答え知りたかったんだよ!」という同期がいたりして感謝される場合も。 そうなると向こうからも「この問題、重要だと思わない?」みたいな情報リターンが返ってきます。 内部生にとって、院試はチーム戦ですね。 一方で、外部生は周りに質問することが難しいため、受ける大学院の教授に相談しに行くことをおすすめします。 メールでも電話でも直接会うでも、何でもOKだと思います。 前項でも述べましたが、 「相手に申し訳ないな…」という気持ちを持つのは良いですが行動も縛られると損します。 教授たちは「勉学に励む人」に対して寛容であることが多いので、聞きたいことがあればためらわずに聞きましょう!