tkenichi の日記

毒舌皮肉系恥さらし日記

5点から作る3角形の面積に関する公式

久しぶりなのですが、ちょっと趣向を変えてみます。何回か関連する話題を続けて、最後にはオチをつける予定です。

平面上の3点 a,b,c からなる3角形の向きつきの面積(反時計回りに回っているときに正とする)を Area(a,b,c) と書くことにします。平面上の点を2次元ベクトルだと思うと、行列式を使って

 Area(a,b,c) = \frac{1}{2} \det [b-a,c-a]

とあらわせます。

さて、平面上の5点  a_0,a_1,a_2,a_3,a_4 を考えます。このとき、次の公式が成り立ちます。

 Area(a_0,a_1,a_2) Area(a_0,a_3,a_4) + \\Area(a_0,a_1,a_3) Area(a_0,a_4,a_2) + \\Area(a_0,a_1,a_4) Area(a_0,a_2,a_3) = 0

左辺は面積の掛け算の和です。

  1. この式を証明してみてください。
  2. この式を幾何学的に解釈すると?
  3. この公式って何か名前がついていますか?

証明は次回します。力技でやってしまうので、エレガントな方法をご存知でしたら教えてください。