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■17335 / inTopicNo.1)  図形
  
□投稿者/ のぶなが 一般人(1回)-(2006/09/13(Wed) 19:27:56)
    任意の凸五角形があってそれの対角線をそれぞれ結ぶ、そして図におけるそれぞれの三角形の面積は1である。このときこの五角形の面積を求めよ。つまりみな面積が1のときはかならず正五角形になることを示せ。初等的に解きたいのですがわかる人お願いします
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■17349 / inTopicNo.2)  Re[1]: 図形
□投稿者/ はまだ 大御所(477回)-(2006/09/14(Thu) 02:14:45)
    5角形をABCDE、対角線BD,CEの交点をP、CE,DAの交点をQ、DA,EBの交点をR、
    EB,ACの交点をS、AC,BDの交点をTとおきます。
    ご質問の文章から察して、図は
    △ASR=△BTS=△CPT=△DQP=△ERQ=1
    と判断して回答します。

    5角形PQRSTの面積をxとおきます。
    △ABT=△ABR より、AB//RTなので
    AR:RD=BT:TD
    △ARS:△RDS=△BTS:△TDS
    △ARS=△BTS=1なので
    △RDS=△TDS
    四角形RDTS=△RDS+△TDS=1+xより
    △RDS=△TDS=(1+x)/2
    同様にして
    △RCS=(1+x)/2
    △RDS=△RCSよりSR//CDつまりBE//CD。
    同様にEC//AB、AD//BC、CA//DE、DB//EA

    AR//BCより△ABS=△RCS=(1+x)/2
    同様に、△BCT=△CDP=△CEQ=△EAR=(1+x)/2
    ∴五角形ABCDE=(1+x)/2*5+1*5+x=(15+7x)/2

    四角形ABCRにおいて
    △ABS:△ASR=BS:SR=△CBS:△CRS
    (1+x)/2:1={1+(1+x)/2}:(1+x)/2
    x=√5

    ∴五角形ABCDE=(15+7√5)/2

    なお、正五角形とは言い切れません。
    正五角形ABCDEをCDを固定しベクトルCD方向にナナメ変形した五角形も面積の関係は保存されます。
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