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Photo byomori55

相似な図形

    【1】すべての放物線(2次関数のグラフ)が相似であることを証明せよ。

    【2】底の異なる2つの指数関数は相似なのかな?

    ◇   ◇   ◇   ◇   ◇

    【1】

    放物線

    《定理》すべての放物線は相似である。 

    《証明》
     すべての放物線は、回転・平行移動すればy=ax2 (a≠0)y=ax^2\:(a\neq0)の形になる。
     放物線y=ax2y=ax^2を原点を中心にaa倍にすると放物線y=x2y=x^2になる。
     (∵ 放物線y=ax2y=ax^2上の点を(t , at2)(t\,,\,at^2)とし、xx座標・yy座標をそれぞれ
       aa倍すると(at , a2t2)(at\,,\,a^2t^2)となり、放物線y=x2y=x^2の式を満たす)
     以上で、すべての放物線が相似であることが示された。//
     (つまり放物線の形は1つしかない!)

    【2】???(未解決)

     ちなみに楕円や双曲線は相似ではない。三角形や四角形など多角形も相似ではない。3次関数も4次関数もサインもコサインも相似ではない。(円どうしや正方形どうしは相似だが、それらは楕円や四角形の一部であって、楕円全体・四角形全体でみると相似ではないので、ここでは相似とみなさない)

     さて、ある種の図形がすべて相似だという例が他にあるかと考えると、直線だ。つまり放物線は直線と同じくらい基本的な図形なのである。

    ◇      ◇      ◇

    〜 考えるための数学問題集 〜
    ▷ わかれば瞬殺、答えを見れば一目瞭然
    ▷ ピタゴラス数は3,4,5の倍数から成る
    ▷ 相似な図形            
    ▷ 「鳩の巣原理」で考えてみよう   
    ▷ 結論を言わない証明問題      

     
     
    情報科・数学科教員にして   作家・旅人・芸人 AI評論家・火山ハンター

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