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出題(2023年1月号掲載分)/応募締切(1月8日)/解答(2023年4月号掲載)

エレガントな解答をもとむ(数学セミナー)| 2022.12.09
 『数学セミナー』のコーナー「エレガントな解答をもとむ」の出題を掲載します.奮ってご応募ください.解答・講評(3ヶ月後)は,本誌にてご確認ください.

(毎月10日頃の掲載予定)

出題1

平面三角形 ABC と同じ面上の点 P に対して,その重心座標 (α,β,γ) は,次のように定義されます.平面上の任意の一定点 O を原点とするとき,ベクトルによる表現で,点 P に対し
OP=αOA+βOB+γOC,α+β+γ=1を満たす実数 α,β,γ が一意的に定まり,その値は原点 O に依存しません (以上の事実を証明する必要はありません) .

重心座標はその比だけで十分な場合がある;例えば外心の重心座標の比は,3 辺長を a,b,c として
a2(a2+b2+c2):b2(a2b2+c2):c2(a2+b2c2)と表されます.これに対して重心座標の比が
a(a+b+c):b(ab+c):c(a+bc)で与えられる点を,仮に類外心とよびます.

問 1 ABC の 3 個の傍心 EA,EB,EC の作る三角形は,辺上にもとの頂点 A,B,C を含みます.3 頂点 A,B,C を通り,そこでそれぞれ辺 EBEC,ECEA,EAEB に接する楕円の中心が,上述の類外心になることを確かめてください.

問 2 上述のほかに,「類外心」はどのような幾何学的意味をもつでしょうか? この点に関する昔の文献などの情報をも歓迎します.

出題:一松 信

出題2

(1)平面上に長さ 1 の線分 P1P2 があります.P1 を中心とし半径 1 の円板と P2 を中心とし半径 1 の円板の共通部分を,線分 P1P22 つに分けた領域の片側を D とします.ここで,境界も領域 D に含まれるものとします (図左).

このとき,領域 D の任意の 2Q1,Q2 に対し,線分 Q1Q2 の長さが 1 以下となることを示して下さい.

(2) 3 次元空間上に辺の長さ 1 の正三角形があります.各頂点を中心とした半径 1 の球体の共通部分を,正三角形を含む平面で 2 つに分けた領域の片側を D とします.ここで,境界も領域 D に含まれるものとします (図右).

このとき,領域 D の任意の 2Q1,Q2 に対し,線分 Q1Q2 の長さが 1 以下となることを示して下さい.

高次元版に対する解答やコメントも歓迎します.

出題:篠原雅史

応募規定[解答掲載2023年4月号]

郵送の場合

B5判の用紙をご使用のうえ,解答用紙 1 枚ごとにA:出題の番号(例:1月号出題1),B:住所,氏名(ふりがなも明記,誌上での仮名を希望される方は,こちらに明記),年齢,職業を記入して,下記宛先までお送りください.

〒170-8474 東京都豊島区南大塚3-12-4
日本評論社 数学セミナー〈エレガントな解答をもとむ〉係

メール送信の場合

B5判のサイズで,解答用紙 1 枚ごとにA:出題の番号(例:1月号出題1),B:住所,氏名(ふりがなも明記,誌上での仮名を希望される方は,こちらに明記),年齢,職業を記入して,下記フォームから PDF ファイルを送信して下さい (ファイルサイズ10MBまで).

解答記載に LaTeX ご利用の方は,テンプレートもご活用下さい.テンプレート利用は任意です.またテンプレートの漢字コードはUTF8です.ファイルが文字化けするときは適宜変換してお使いください.

「エレガントな解答をもとむ」解答投稿フォーム

問題番号  :
氏名    :
確認用メールアドレス(任意):

このアドレスに,投稿確認用のメールをお送りします.
受信確認が不要な方は空欄で構いません.
編集部に届くメールと同内容のものを送信しますので,お送りいただくPDFファイルも添付されます.
メールアドレスは返信用に使うだけで,収集することはありません.

※解答PDFを添付して下さい

投稿フォームが上手く動かないなどの場合は,susemi_elegant@nippyo.co.jp に直接お送り下さい.

注意事項

  • 締切:2023年1月8日
  • 二題に応募されるときは,郵送の場合は解答用紙を,メール送信の場合はファイルを,出題ごとにかえてください.
  • 年齢を忘れずにお書きください.
  • 解答用紙は両面の使用を不可とします.
  • 解答用紙はご返却できません.
  • 問題のご感想も歓迎します.
  • 出題掲載号:数学セミナー2023年1月号
  • 解答・講評は,本誌2023年4月号にてご確認ください.

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