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フェルマー点の作図

未AC問題 26 / 50三角形難しさ ★★★★☆ 難しい

問題:三角形ABCの3つの頂点からの距離の和 PA + PB + PC が最も小さくなる点P(フェルマー点)を作図しましょう。

道具を選んで、点をタップ(クリック)して作図します。線や円の交点は自動で点になります。何もない所をドラッグすると図を動かせます。

作図の手順

手順を表示する(ネタバレ注意)
  1. Bを中心に、Cを通る円をかきます。
  2. Cを中心に、Bを通る円をかき、下側の交点をDとします。三角形BCDは外側の正三角形です。
  3. Cを中心に、Aを通る円をかきます。
  4. Aを中心に、Cを通る円をかき、Bから遠い方の交点をEとします。三角形CAEも外側の正三角形です。
  5. AとDを結びます。
  6. BとEを結べば、ADとの交点Pがフェルマー点です。

なぜこれで作図できるのか

解説を表示する(ネタバレ注意)

三角形PABをBを中心に60° 回転させると、PA + PB + PC は、Pから始まる折れ線の長さに置きかえられます。それが最小になるのは、折れ線がまっすぐになるとき、つまりPが直線AD(やBE)の上にあるときです。

このときPからは、3辺がどれも120° の角で見えます(∠APB = ∠BPC = ∠CPA = 120°)。

3本目の線CF(ABの外側の正三角形の頂点Fとの線)も、同じ点Pを通ります。

豆知識

フェルマーがトリチェリへの問題として出したと伝えられ、トリチェリ点とも呼ばれます。三角形のどれかの角が120° 以上のときは、その頂点自身が最小の点になります。

コメント

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