【問題】 1辺の長さが2の正四面体ABCDがある。 4頂点A,B,C,Dを中心とし,互いに外接する半径の等しい4つの球を順にS[1],S[2],S[3],S[4]とする。 このとき,正四面体ABCDの内部にあり,4つの球S[1],S[2],S[3],S[4]すべてに外接する球の半径を求めよ。
|
No.52191 - 2018/07/26(Thu) 15:00:36
| ☆ Re: 幾何 / らすかる | | | 四面体の頂点から重心までの距離は√6/2、S[1]〜S[4]の半径は1なので 求める半径は√6/2-1
|
No.52192 - 2018/07/26(Thu) 15:48:47 |
| ☆ Re: 幾何 / Karl Popper | | | サンドウィッチマン富澤「ちょっと何言ってるか分からない」
※らすかる様へ 迅速なご回答をいただき,誠にありがとうございます。 大変申し上げづらいのですが,もう少し丁寧な解説をお願いできませんでしょうか? 本掲示板の質問者は,必ずしも貴方のご期待に沿える程度の数学的素養を持ち合わせているわけではございませんので…
|
No.52193 - 2018/07/26(Thu) 16:03:26 |
| ☆ Re: 幾何 / らすかる | | | S[1]〜S[4]の半径が1なのはOKですか? S[1]〜S[4]すべてに外接する球の中心が正四面体の重心なのはOKですか? S[1]〜S[4]すべてに外接する球とS[1]〜S[4]との接点は 正四面体の頂点と重心を結ぶ直線上にあるのはOKですか? これらがOKであれば (S[1]〜S[4]すべてに外接する球の半径) =(正四面体の頂点から重心までの距離)-(S[1]〜S[4]の半径) は明らかだと思います。
# 回答者には質問者の数学的素養はわかりません。 # もし最初から馬鹿丁寧な説明をしたとしても、 # 質問者が素養のある人ならば大半が無駄になってしまいます。 # 従って最初は簡潔に回答し、それでわからなければ # 質問に回答するという方針で回答しています。 # (質問の内容によりますのでいつもそうとは限りませんが…)
|
No.52194 - 2018/07/26(Thu) 16:10:43 |
| ☆ Re: 幾何 / Karl Popper | | | >S[1]〜S[4]の半径が1なのはOKですか? この点に関しましては,問題なく理解することができました。
> S[1]〜 S[4]すべてに外接する球の中心が正四面体の重心なのはOKですか? 恥ずかしながら,理解が及びませんでした。 お手数をおかけしますが,なぜそのように言えるのかをご説明いただけますでしょうか?
> S[1]〜 S[4]すべてに外接する球と S[1]〜 S[4]との接点は正四面体の頂点と重心を結ぶ直線上にあるのはOKですか? こちらにつきましても,同様に理解することができませんでした。 よりかみくだいて説明していただくことは可能でしょうか?
|
No.52195 - 2018/07/26(Thu) 16:26:12 |
| ☆ Re: 幾何 / らすかる | | | 半径Rの球と半径rの球が外接するとき、2つの球の中心間距離はR+rになって 接点は2つの球の中心を結ぶ直線上にあるのはOKですか? とりあえずそれはOKとして書きます。
「S[1]〜S[4]すべてに外接する球」をSと書くことにします。 SはS[1]〜S[4]すべてに外接し、S[1]〜S[4]の半径は同じですから (Sの中心からS[1]の中心までの距離) =(Sの中心からS[2]の中心までの距離) =(Sの中心からS[3]の中心までの距離) =(Sの中心からS[4]の中心までの距離) となりますね。 つまりSの中心はA,B,C,Dから等距離の点ですから、正四面体ABCDの重心となります。
また、冒頭に書いたことから接点は2つの球の中心を結ぶ直線上にありますので SとS[1]〜S[4]の接点は正四面体の頂点と重心を結ぶ直線上にあることになります。
|
No.52196 - 2018/07/26(Thu) 16:37:26 |
| ☆ Re: 幾何 / Karl Popper | | | なるほど! 今回のご説明で完全に霧が晴れました。 らすかる様の懇切丁寧なご対応に対し,心から感謝を申し上げます。 またお世話になる機会があるかも分かりませんが,その節はどうぞよろしくお願い致します。
|
No.52197 - 2018/07/26(Thu) 16:50:25 |
| ☆ Re: 幾何 / コルム | | | 横レス失礼します。 つまりSの中心はA,B,C,Dから等距離の点ですから、正四面体ABCDの重心になります。というところがわかりません。教えていただけると幸いです。大変恐縮ですが。
|
No.52256 - 2018/07/27(Fri) 17:41:40 |
| ☆ Re: 幾何 / らすかる | | | A,B,C,Dから等距離の点は、正四面体ABCDの外接円の中心です。 正四面体の対称性から、正四面体では 「外接円の中心」=「内接円の中心」=「重心」となります。
|
No.52262 - 2018/07/27(Fri) 19:39:19 |
| ☆ Re: 幾何 / コルム | | | ここでいう正四面体の対称性とは、どのようなことでしょうか?すみません。教えていただけると幸いです。大変恐縮ですが。
|
No.52265 - 2018/07/27(Fri) 20:19:29 |
| ☆ Re: 幾何 / らすかる | | | 重心とGとしたときに三角錐G-ABC,G-BCD,G-CDA,G-DABが合同
|
No.52267 - 2018/07/27(Fri) 21:13:07 |
| ☆ Re: 幾何 / コルム | | | No.52273 - 2018/07/27(Fri) 22:01:44 |
|