・回転体                           GAI 氏

 ある3辺が整数の長さをもつ直角三角形がある。直角を辺に持つ部分を軸に1回転させ
る回転体(円錐)での表面積と体積が等しくなるという。

 その各辺の長さは?


 らすかるさんからのコメントです。(平成29年8月5日付け)

 3辺を √a、√b、√(a+b) として √b の辺が回転軸とすると、

  表面積は、π(a+√(a(a+b))) 、体積は、πa√b/3

題意より、 π(a+√(a(a+b)))=πa√b/3 すなわち、 3(a+√(a(a+b)))=a√b

 これを、a、b が平方数という条件で解く。

a=m2、b=n2 (m、n は自然数) とおくと、3(m2+m√(m2+n2))=m2n より、3(m+√(m2+n2))=mn

 3√(m2+n2))=mn-3m の両辺を平方して、 9(m2+n2)=m2n2-6m2n+9m2

よって、9n2=m2n2-6m2n から、9n=m2n-6m2 すなわち、n=6m2/(m2-9)=6+54/(m2-9)

このとき、m2-9>0 で、n≧7 なので、54/(m2-9)≧1 より、m2-9≦54 すなわち、m2≦63

 よって、 9<m2≦63 を満たす自然数mは、 m=4、5、6、7

 このうち、n=6m2/(m2-9) が自然数となるものは、m=6 のときのみで、このとき、n=8

 したがって、求める三角形の3辺の長さは、6、8、10 で、8 の長さの辺が回転軸となる。



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