任意の余弦を持つ三角形
△ABCにおいて、BC=m2+n2、CA=m2−n2、AB=2mn とすると、
cosA=0 である。
△ABCにおいて、BC=m2+n2+mn、CA=m2−n2、AB=2mn+n2 とすると、
cosA=−1/2 である。
問題を作問するとき、所要の余弦の値を持つ三角形で、三角形の3辺の長さが整数であ
るものが欲しい場合がある。
次の事実が知られている。
互いに素な正の整数p、q(p>q)と有理数M(−1<M<1)に対して、
BC=p2+q2−M(p2−q2)
CA=2pq
AB=p2−q2−M(p−q)2 とすると、 cosA=M が成り立つ。
実際に、
CA2+AB2−BC2={2pq}2+{p2−q2−M(p−q)2}2−{p2+q2−M(p2−q2)}2
=4Mpq{(p2−q2)−M(p−q)2}=2M・CA・AB
より、 cosA=M が成り立つ。
三角形の3辺の長さを整数にするには、定数倍の処理を行えばよい。
互いに素な正の整数m、n(m>n)と有理数M(−1<M<1)に対して、
BC=m2+n2−2Mmn
CA=m2−n2
AB=2mn−2Mn2 とすると、 cosA=M が成り立つ。
実際に、
CA2+AB2−BC2={m2−n2}2+{2mn−2Mn2}2−{m2+n2−2Mmn}2
=4Mmn(m2−n2)−4M2n2(m2−n2)
=4M(m2−n2)(mn−Mn2)=2M・CA・AB
より、 cosA=M が成り立つ。
三角形の3辺の長さを整数にするには、定数倍の処理を行えばよい。