*三円定理

たったの三円の定理です。三円で買えるものというと,あの王水も有名ですね。 高貴な金でも溶かすという悪魔みたいな液体が1.8L でたったの三円です。え,なんのこっちゃって?1升3円なんですよ。わからないかなあ,1硝3塩ですよ。あ,話がわけのわからない方向に来ちゃった。えっと,これは[[日経サイエンス]]からの引越しなのだ。


初等幾何の問題を考えたりすると、いつも高校生の頃に知った「三円定理」を思い出し、そういえばあれは「日経サイエンス」に載っていたのだと思い出し、「三円定理((平面上に半径の異なる3つの円がお互いに重ならずにあるとき、それらの内の2円の共通接線の交点が3つできるが、この3つは一直線上に並ぶ。(ちょっと説明が曖昧かも)))」はメネラウスで解決したけど、・・・


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COLOR(#006789){三円定理のほうは、平面図形としてでなく、3次元で考えると、ほとんどトリビアルな説明ができるというネタで読んだような気がするのですが、あれはどの本だっただろうか。}

COLOR(#fe891c){面白そうな話ですねえ。まさにネタですねえ。うーんと、どう考えれば良いのだろう。}

COLOR(#fe891c){例えば火星((太陽にしようかと思ったけど大きさが違いすぎるし、日食なんかと紛らわしいので))と月と地球だと、そのうちの二つが同じ大きさに見える3つの点が一直線上に並んでるっていうことがトリビアルに分かるわけですよねえ。うーむ。頭が固くなっているかも。}

COLOR(#006789){3円をいずれも球であるとして、3つの球の中心を含む平面を考えましょう。つぎに、もうひとつの平面を用意して、3つの球にすべて接するように置きます。つまり、ビー玉やテニスボールとピンポン玉がちょうど半分埋まっている地面があって、その上から板をかぶせる感じ。そしたら・・・。あ、時間がない!}

COLOR(#006852){この3つの円は3つともに共通する接線がひけるのですか?それで内外を変えた接線が3組あるわけですか。それとも中心が同一直線上にあるのかな?}

COLOR(#006789){互いに重ならない3つの円の任意の2つについて、共通接線は2本引けますね。円の大きさがすべて異なっていれば、それぞれの2本の共通接線の組は交点を持っています。こうしてできる3つの交点が1直線上に乗るという話です。まあ、とりあえず大きさの異なる3円を描いて共通接線を引きまくってくだされば分かります。}

COLOR(#006789){この定理を画像にしました。ごらんください,一目瞭然。}

#ref(3circles.png)

COLOR(#006852){共通外接線に限定するのですか、わかりました。}

COLOR(#006789){「外」でした!どもども。こういうときに素人のあいまいさが出てきます。ん?「内」で考えるとどうなるんだ?3円の中心を頂点とする三角形の各辺をある比で内分した点ができるけど,あまり面白くはないかな。}

COLOR(#006852){細かいところをつっついてしまうようですが、この円同士は重なっていてもいいような(共通接線が1本以下は除く)気がしますが。}


COLOR(#006789){数学やる人は細かいところをつつかなければいけません。って,おいらが言ってどうする!とりあえず下の図のような場合もあるってわけですね。プログラミング言語は細部のミスを処理系が教えてくれるけど,自然言語はアバウトに使ってしまえるからなあ。あ,これでも自分の専門に関する概念規定なら厳密に表現するんですよ。}

#ref(3circlesb.png)

COLOR(#000066){二組の2円については共通内接線,他の一組の2円については共通外接線の交点をとると,やはりこれらの3点は一直線上に並びますね。}

#ref(3circlesc.png)


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