高校数学 公式・解法ノート
必須

メネラウスの定理

着眼点三角形1つと、それを横切る直線1本を見つける。三角形の頂点から出発し、直線との交点と頂点を交互にたどって一周。

直線が \triangle ABC の辺(またはその延長)AB, BC, CA と P, Q, R で交わるとき

\frac{AP}{PB}\cdot\frac{BQ}{QC}\cdot\frac{CR}{RA}=1

線分の長さは延長上でも同じように「頂点から交点まで」を測る。

例題
1
\triangle ABC の辺 AB を 3:2 に内分する点を P、辺 BC の中点を M とする。直線 PM と直線 AC の交点を Q とするとき、AC:CQ を求めよ。
解答
\triangle ABC と直線 PMQ にメネラウスの定理:\dfrac{AP}{PB}\cdot\dfrac{BM}{MC}\cdot\dfrac{CQ}{QA}=\dfrac32\cdot1\cdot\dfrac{CQ}{QA}=1。
CQ:QA=2:3。Q は C の外側にあり AC=QA-CQ なので AC:CQ=1:2。
答 1:2(座標 A(0,0),B(5,0),C(0,5) で確認:Q(0,15))
2
前項(チェバ)の図で、AO:OR を求めよ。
解答
\triangle ABR と直線 P-O-C にメネラウスの定理:\dfrac{AP}{PB}\cdot\dfrac{BC}{CR}\cdot\dfrac{RO}{OA}=1。
BR:RC=6:1 より BC:CR=7:1。
\dfrac23\cdot7\cdot\dfrac{RO}{OA}=1 より \dfrac{RO}{OA}=\dfrac{3}{14}。
答 AO:OR=14:3(てんびんで検算:重み A3, B2, C12 より AO:OR=(2+12):3)
注意「どの三角形」と「どの直線」かを答案に明記する。三角形の選び方を間違えると比が1つ足りなくなる。

「図形の性質」の項目

  1. 三角形の五心(重心・内心・外心・垂心)必須
  2. 角の二等分線と比必須
  3. チェバの定理必須
  4. メネラウスの定理必須
  5. 面積比(高さ共通・角共通)必須
  6. 三角形の成立条件・辺と角の大小差がつく
  7. 円周角・円に内接する四角形必須
  8. 接弦定理と接線の長さ必須
  9. 方べきの定理必須
  10. 2円の位置関係と共通接線の長さ差がつく
  11. トレミーの定理不要
  12. 多面体(オイラーの多面体定理)差がつく
  13. 作図(長さ √a など)不要

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