$x-1$, $x$, $x+1$ が三角形の3辺の長さとなるような $x$ の値の範囲を求め、さらに、鈍角三角形となるような $x$ の値の範囲を求める問題です。

幾何学三角形辺の条件鈍角三角形不等式
2025/5/6

1. 問題の内容

x1x-1, xx, x+1x+1 が三角形の3辺の長さとなるような xx の値の範囲を求め、さらに、鈍角三角形となるような xx の値の範囲を求める問題です。

2. 解き方の手順

(1) 三角形が成立する条件:
三角形が成立するためには、どの2辺の長さの和も残りの1辺の長さより大きくなければなりません。したがって、以下の3つの不等式が成り立ちます。
* (x1)+x>x+1(x-1) + x > x+1
* (x1)+(x+1)>x(x-1) + (x+1) > x
* x+(x+1)>x1x + (x+1) > x-1
これらの不等式を解きます。
* (x1)+x>x+1(x-1) + x > x+1 => 2x1>x+12x - 1 > x + 1 => x>2x > 2
* (x1)+(x+1)>x(x-1) + (x+1) > x => 2x>x2x > x => x>0x > 0
* x+(x+1)>x1x + (x+1) > x-1 => 2x+1>x12x + 1 > x - 1 => x>2x > -2
さらに、x1x-1, xx, x+1x+1は三角形の辺の長さなので、x1>0x-1>0である必要があります。
つまり、x>1x > 1
以上の条件を全て満たすのは、x>2x > 2です。
(2) 鈍角三角形になる条件:
鈍角三角形となるための条件は、最も長い辺の2乗が、他の2辺の2乗の和よりも大きくなることです。
最も長い辺は x+1x+1 なので、以下の不等式が成立します。
(x+1)2>x2+(x1)2(x+1)^2 > x^2 + (x-1)^2
この不等式を解きます。
x2+2x+1>x2+x22x+1x^2 + 2x + 1 > x^2 + x^2 - 2x + 1
x24x<0x^2 - 4x < 0
x(x4)<0x(x-4) < 0
0<x<40 < x < 4
(3) x>2x > 20<x<40 < x < 4を同時に満たすxxの範囲を求めます。
これは2<x<42 < x < 4となります。

3. 最終的な答え

三角形が成立する xx の範囲: x>2x > 2
鈍角三角形となる xx の範囲: 2<x<42 < x < 4

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