TANEさんからの質問1

問題1:  ΔABCにおいて、等式cosA+cosC= が成り立つことを示せ。
問題2:  5個の文字a,a,b,b,c から3個の文字を選んで、1列に並べる方法は何通りあるか?


答1)

形状によって、以下の5通りがあります。
 (1) A<90° かつ C<90° の場合
 (2) A>90° の場合
 (3) C>90° の場合
 (4) A=90° の場合
 (5) C=90° の場合

通常は、(1) だけを証明して、「同様にして、(2)〜(5)の場
合も証明できる。」としても良いと思いますし、(4) は (2)
に、(5) は (3)に含めてしまっても良いと思いますが、ここ
では、すべての場合について、証明します。
 

(1) の場合
 点Bから辺ACに下ろした垂線の足をMとします。
   AM=cosA,MC=cosC
 より、
   b=AM+MC=cosA+cosC

(2) の場合
 点Bから直線ACに下ろした垂線の足をMとします。
   MA=cos(180°−A)=−ccosA,MC=cosC
 より、
   b=MC−MA=cosC+cosA

(3) の場合
 点Bから直線ACに下ろした垂線の足をMとします。
   AM=cosA,CM=cos(180°−C)=−cosC
 より、
   b=AM−CM=cosA+cosC

(4) の場合
   cosA=0
 なので、
   b=cosA+cosC
 は明らか。

(5) の場合
   cosC=0
 なので、
   b=cosA+cosC
 は明らか。
以上、証明終わり。


答2)
・文字が3種類の場合(a,b,cを1個ずつ選ぶ)
  abc,acb,bac,bca,cab,cba
 の6通り。
・文字が2種類の場合
 文字の選び方は
  (a,a,b)(a,a,c)(b,b,a)(b,b,c)
 の4通り。
 例えば、(a,a,b)の3個を選んだとき、並べ方は
  aab,aba,baa
 の3通り。
 合計4×3=12(通り)
・両方合わせて 6+12=18   答 18通り

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