一辺の長さが $a$ である正三角形に外接する円の半径を求める問題です。

幾何学正三角形外接円半径ピタゴラスの定理
2025/5/22

1. 問題の内容

一辺の長さが aa である正三角形に外接する円の半径を求める問題です。

2. 解き方の手順

正三角形の外接円の中心は、正三角形の重心、外心、内心が一致する点です。
正三角形の頂点から対辺の中点に下ろした垂線(中線)は、その正三角形の高さであり、外接円の中心はその中線を 2:12:1 に内分します。
したがって、外接円の半径は、正三角形の高さの 2/32/3 に等しくなります。
まず、正三角形の高さを計算します。正三角形の一つの頂点から対辺に垂線を下ろすと、底辺は二等分され、直角三角形ができます。ピタゴラスの定理より、
2+(a/2)2=a2高さ^2 + (a/2)^2 = a^2
2=a2(a2/4)高さ^2 = a^2 - (a^2/4)
2=(3a2)/4高さ^2 = (3a^2)/4
高さ=(3a2)/4=(a3)/2高さ = \sqrt{(3a^2)/4} = (a\sqrt{3})/2
外接円の半径 RR は高さの 2/32/3 なので、
R=(2/3)×(a3)/2=(a3)/3=a/3R = (2/3) \times (a\sqrt{3})/2 = (a\sqrt{3})/3 = a/\sqrt{3}

3. 最終的な答え

正三角形に外接する円の半径は a/3a/\sqrt{3} 、または 3a3\frac{\sqrt{3}a}{3} です。

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