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中学校数学 3年生-図形/三平方の定理

出典: フリー教科書『ウィキブックス(Wikibooks)』

三平方の定理とは、直角三角形の斜辺をx、残る直角をはさむ二辺をyzとした場合にx2 = y2 + z2となるという定理のことである。


証明

直角3角形を4つ組み合わせて、辺の長さ(y + z)の正方形を作る。

直角三角形を組み合わせて得られる正方形:外側の正方形の辺の長さは (y + z),内側の正方形の辺の長さはx

図でいうところの最も大きい正方形の辺の長さが (y + z)となる。 この正方形の面積は、 (y + z)2 = y2 + 2yz + z2 である。

一方、この正方形は、面積x2の正方形と、面積yz / 2 の直角三角形4枚からなっているので、その面積はx2 + 2yzである。 よって、 y2 + 2yz + z2 = x2 + 2yz つまり、 y2 + z2 = x2 となり示された。


たとえば、辺の長さが3,4,5の三角形は直角三角形となる。 なぜなら、 32 + 42 = 52 = 25 だからである。

発展

この「三平方の定理」は、高校数学Ⅰで学習する余弦定理にcos90°(=0)を代入した値で求められる。

(参考)余弦定理

三辺a・b・cがあり、bcの対角を∠Aとする。この時、
:a2 = b2 + c2 − 2bccosA
が成り立つ。


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