質問<1508>2003/12/4
from=ゆきゆき
「平面図形」


△ABCの辺ABの中点をMとし、
辺BC、CAを1辺として三角形の外側に正方形BCDE、ACFGをつくると、
MC=1/2DFかつMC⊥DFであることを、
証明してください。
よろしくお願いします。


お便り2003/12/5
from=petit


Mを原点とする直交座標系を取ります(以下MをOに置きかえることにします)。
a>0、q>0と仮定する。
A(-a,0),B(a,0),C(p,q)とします。
-→           -→           
CA=(-a-p,-q),CB=(a-p,-q)であ
    -→          -→
るので,CF=(-q,a+p),CD=(q,a-p)になります
(複素数を使ってCを中心とする±90°の回転を考えるなどしてください。
ちなみに(x,y)を原点中心に±90°回転させると±(-y,x)に移ります)。
  -→ -→ -→         
故にDF=CF-CD=(-2q,2p)より,
-→ -→
DF・OC=0を得るのでDF⊥OC(問題文中の表現では
           -→     
DF⊥MC) また,|DF|=2|(‐q,p)|
            -→
=2|(p,q)|=2|OC|より,OC=(1/2)DF
(問題文中の表現ではMC=(1/2)DF)