中線定理(これはパップスの定理とも言いますが、こちらとは別物です)
三角形ABCにおいて、辺BCの中点をMとするとき、
線分AMを中線という。このとき、
 AB2+AC2=2(AM2+BM2)
が成り立つ。

拡張形(これはスチュワートの定理と同じです)
三角形ABCで、辺BCをm:nの比に内分する点をPとするとき、
 nAB2+mAC2=nBP2+mCP2+(m+n)AP2
が成り立つ


証明
拡張形で、m=n≠0とおけば、元の中線定理に一致するので、拡張形の
証明のみ行う。

 △ABP、△ACPにおいて、余弦定理より、
  AB2=AP2+BP2−2AP・BPcos∠APB・・・(1)
  AC2=AP2+CP2−2AP・CPcos∠APC・・・(2)
 nBP=mCP および cos∠APB=cos(180°−∠APC)=−cos∠APC
 より、(1)×n+(2)×m を計算して、
  nAB2+mAC2=n(AP2+BP2)+m(AP2+CP2)
 整理して
  nAB2+mAC2=nBP2+mCP2+(m+n)AP2
 証明終わり

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