チェバの定理
三角形の3頂点を通り、対辺(または延長線上)の点を通る3直線が1点で交わるための条件を与える定理です。
チェバの定理
△ABC において、直線 BC、CA、AB 上にそれぞれ点 D、E、F をとる(頂点と異なる)とき、
直線 AD、BE、CF が1点で交わる(またはすべて平行)
⟺ BD/DC × CE/EA × AF/FB = 1
📘 例題①
△ABC において BD:DC=2:1、CE:EA=3:1 のとき、直線 AD、BE、CF が1点で交わるとすると AF:FB を求めよ。
チェバの定理より:(2/1)×(3/1)×(AF/FB) = 1
6×(AF/FB) = 1 → AF/FB = 1/6
解答:AF:FB = 1:6
△ABC において BD:DC=2:1、CE:EA=3:1 のとき、直線 AD、BE、CF が1点で交わるとすると AF:FB を求めよ。
チェバの定理より:(2/1)×(3/1)×(AF/FB) = 1
6×(AF/FB) = 1 → AF/FB = 1/6
解答:AF:FB = 1:6
📘 例題②(重心への適用)
△ABC の重心 G において、D、E、F がそれぞれ各辺の中点のとき、BD/DC × CE/EA × AF/FB を計算せよ。
BD/DC=1、CE/EA=1、AF/FB=1 → 1×1×1 = 1(チェバの定理を満たす)
△ABC の重心 G において、D、E、F がそれぞれ各辺の中点のとき、BD/DC × CE/EA × AF/FB を計算せよ。
BD/DC=1、CE/EA=1、AF/FB=1 → 1×1×1 = 1(チェバの定理を満たす)
💡 ポイント
- チェバの定理:BD/DC × CE/EA × AF/FB = 1 ⟺ 3直線が1点で交わる
- 比は頂点から出発して「右まわり→左まわり」の順に交互に読む
- 重心・内心・垂心はどれもチェバの定理を満たす
練習問題
- △ABC において BD:DC=1:2、AF:FB=3:1 のとき、直線 AD、BE、CF が1点で交わるとすると CE:EA を求めよ。
- △ABC の内心 I において、AI の延長が BC と交わる点を D とする。BD:DC を ∠B=60°、∠C=80° として求めよ(角の二等分線の定理を使え)。
- △ABC で D は BC の中点、E は CA を 2:1 に内分する点。直線 AD、BE の交点を P とするとき、CP の延長が AB と交わる点 F について AF:FB を求めよ。
解答・解説
- (1/2)×(CE/EA)×(3/1)=1 → CE/EA=2/3 → CE:EA=2:3
- 角の二等分線の定理より BD:DC=AB:AC=sin80°:sin60°(正弦定理経由)。または BD:DC=c:b。
∠A=40° なので a:b:c=sin40°:sin60°:sin80°。BD:DC=sin80°:sin60°≒0.985:0.866≒約 34:30(簡略値) - チェバより (BD/DC)×(CE/EA)×(AF/FB)=1。D:中点→BD/DC=1。E:CE/EA=1/2(E は CA を C側から2:1)。
1×(1/2)×(AF/FB)=1 → AF/FB=2 → AF:FB=2:1