直角を挟む2辺の長さの和が6である直角三角形において、斜辺の長さの最小値を求める問題です。

幾何学直角三角形ピタゴラスの定理最小値二次関数
2025/6/18

1. 問題の内容

直角を挟む2辺の長さの和が6である直角三角形において、斜辺の長さの最小値を求める問題です。

2. 解き方の手順

直角を挟む2辺の長さをそれぞれ xx , yy とし、斜辺の長さを zz とします。
問題文より、x+y=6x + y = 6 という条件があります。また、直角三角形なのでピタゴラスの定理より、x2+y2=z2x^2 + y^2 = z^2 が成り立ちます。
x+y=6x + y = 6 より、y=6xy = 6 - x と表せるので、これを x2+y2=z2x^2 + y^2 = z^2 に代入すると、
x2+(6x)2=z2x^2 + (6 - x)^2 = z^2
x2+3612x+x2=z2x^2 + 36 - 12x + x^2 = z^2
2x212x+36=z22x^2 - 12x + 36 = z^2
z2=2(x26x+18)=2((x3)2+9)=2(x3)2+18z^2 = 2(x^2 - 6x + 18) = 2((x - 3)^2 + 9) = 2(x - 3)^2 + 18
z2z^2 が最小になるのは x=3x = 3 のときで、このとき z2=18z^2 = 18 となります。
z>0z > 0 なので、z=18=32z = \sqrt{18} = 3\sqrt{2} です。

3. 最終的な答え

323\sqrt{2}

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