四角形についてのあれこれ

gifだけでも見てってください。特に最後のリンク機構がおすすめ
6

直角四角形(right quadrilateral)の提案

{3,5/2} 大二十面体 @Polyhedrondiary

対角線が二等分しあう平行四辺形(P),対角線の一方が他方を垂直二等分する凧形(K)のほかに,一組の対角が直角である直角四角形(R)を導入すると,ベン図的に良い感じになった。 P∩K=菱形, K∩R=直角凧形, R∩P=長方形, P∩K∩R=正方形 pic.twitter.com/hZ0rObCRA3

2017-09-11 22:08:22
拡大
{3,5/2} 大二十面体 @Polyhedrondiary

P(平行四辺形)⊂台形, K(凧形)⊂内接円をもつ四角形, R(直角四角形)⊂外接円をもつ四角形, が言えるし, P∪K⊂対角線で面積が二等分される四角形, K⊂対角線が直交する四角形, R⊂直角をもつ四角形 も言える。 図示したいけど,難しいかも…

2017-09-12 08:34:33
{3,5/2} 大二十面体 @Polyhedrondiary

四角形の分類。 一般の四角形から自己交叉四角形を除いたものが単純四角形で,凸と凹に分かれる。 Wikipediaの図を修正したものらしい(直角台形と三等辺台形を省略) Classification of Quadrilaterals cut-the-knot.org/Curriculum/Geo… pic.twitter.com/TqwC3Pr58e

2017-09-14 07:08:11
拡大
拡大
{3,5/2} 大二十面体 @Polyhedrondiary

この他に三次元の四角形もあります(歪四角形:skew quadrilateral) twitter.com/Polyhedrondiar…

2017-09-14 07:10:31
{3,5/2} 大二十面体 @Polyhedrondiary

高次元のものも含めてあらゆる四角形は,辺の中点を繋ぐと平行四辺形になります pic.twitter.com/MBFfO2aBc3

2017-09-10 20:21:02
{3,5/2} 大二十面体 @Polyhedrondiary

そして各種四角形の性質一覧。 dartは凸でない凧形(kite)で,対角線は交わらないけど,一方の延長線が他方と直交します。 pic.twitter.com/7Ja09iimbR

2017-09-14 07:15:06
拡大

台形とその接円

{3,5/2} 大二十面体 @Polyhedrondiary

鋭角台形,直角台形,鈍角台形, 等脚台形,長方形,平行四辺形, 三等辺台形,正方形,菱形の関係図。 全部台形。 Trapezoid en.m.wikipedia.org/wiki/Trapezoid pic.twitter.com/15jh3Fqe27

2017-09-14 06:56:32
拡大
{3,5/2} 大二十面体 @Polyhedrondiary

台形が内接円と外接円の双方をもつとき,上底下底の相加平均が他の辺長と一致,相乗平均が内接円の直径と一致するの,美しい…! 青+青=赤+緑, 黒×黒=赤×緑 pic.twitter.com/ZRPRDZBV4o

2017-09-12 21:27:35
{3,5/2} 大二十面体 @Polyhedrondiary

ピトー管の発明者ピトーさん。幾何学の定理にも名を残してるなんて知らなかった。 ピトーの定理:円に外接する四角形は,向かい合う辺の長さの和が等しい Pitot theorem en.m.wikipedia.org/wiki/Pitot_the… pic.twitter.com/ZvR357X9pi

2017-09-12 21:43:19
拡大
拡大
{3,5/2} 大二十面体 @Polyhedrondiary

ピトーの定理の証明は1725年だけど,その逆の証明はなんと百年以上も後というから驚き。 「向かい合う辺の長さの和が等しい凸四角形は,円に外接する」は1846年にスイスの数学者ヤコブ・シュタイナーが証明,とのこと。 twitter.com/Polyhedrondiar…

2017-09-12 21:53:48
{3,5/2} 大二十面体 @Polyhedrondiary

凸四角形は,対辺の長さの和が一定であるとき,かつそのときに限り,円に外接 する。 例:正方形,菱形,凧形 /Tangential quadrilateral - Wikipedia, the free encyclopedia en.m.wikipedia.org/wiki/Tangentia…

2013-10-01 23:43:06
{3,5/2} 大二十面体 @Polyhedrondiary

等脚台形は,底角が等しく,対角線の傾きも等しいので,円周角の定理の逆により,外接円をもつ。 An isosceles trapezoid can be inscribed in a circle algebra.com/algebra/homewo… pic.twitter.com/gxDkXLp5Ld

2017-09-12 22:06:40
拡大
{3,5/2} 大二十面体 @Polyhedrondiary

ちなみに三角形なら,どんな三角形でも内接円と外接円の双方をもってて,それぞれの中心が内心と外心。 twitter.com/Polyhedrondiar…

2017-09-13 07:28:51
{3,5/2} 大二十面体 @Polyhedrondiary

なので等脚台形は,外心を有する台形という意味で「外心台形」とも呼べそう。 twitter.com/Polyhedrondiar…

2017-09-13 07:32:00
{3,5/2} 大二十面体 @Polyhedrondiary

凸四角形が円に接する条件まとめ。 外接円をもつことと,対角の和が等しいことが同値で, 内接円をもつことと,対辺の和が等しいことが同値。 なんて綺麗な関係なんだ。 Cyclic quadrilateral en.m.wikipedia.org/wiki/Cyclic_qu… pic.twitter.com/5i9NxypnoB

2017-09-12 22:13:40
拡大
拡大
❄︎Masakazu❆Matsumoto❅ @vitroid

@Polyhedrondiary 球に外接する多面体でも同じような定理ができそうな気がする.

2017-09-13 21:22:45
{3,5/2} 大二十面体 @Polyhedrondiary

外心四角形=対角和が一定, 内心四角形=対辺和が一定。 twitter.com/Polyhedrondiar…

2017-09-13 07:37:01
{3,5/2} 大二十面体 @Polyhedrondiary

円に内接しかつ外接する四角形を「双心四角形」(双心=内心も外心も有する)と呼ぶそうなので,こちらは「双心台形」 twitter.com/Polyhedrondiar…

2017-09-13 07:54:55
{3,5/2} 大二十面体 @Polyhedrondiary

台形⊃等脚台形(外接円をもつ台形)⊃双心台形, 台形⊃内心台形(内接円をもつ台形)⊃双心台形。 平行四辺形⊃長方形(外接円もつ)⊃正方形, 平行四辺形⊃菱形(内接円をもつ)⊃正方形。 綺麗に対応してる…!

2017-09-13 07:55:40
{3,5/2} 大二十面体 @Polyhedrondiary

平行四辺形と等脚台形と直角台形の関係。 三者のうち二者に該当するものは,自動的に他の一者にも該当する(中央の長方形)。 外側は描いてないけど一般の台形。さらに外側に一般の四角形。 pic.twitter.com/WNXiKzkTco

2017-09-13 08:12:00
拡大

台形とその双対

{3,5/2} 大二十面体 @Polyhedrondiary

@alytile 情報ありがとうございます。 等脚台形と凧形が双対で, 台形と「傍接円をもつ四角形」が双対,ということになるでしょうか…?

2017-09-13 20:50:41
Yoshiaki Araki 荒木義明 @alytile

@Polyhedrondiary 台形の双対は何でしょう!の話は数学セミナー2015年6月号をご覧くださいっ lcv.ne.jp/~hhase/memo/m1…

2017-09-13 21:09:38
{3,5/2} 大二十面体 @Polyhedrondiary

「数学の定理に名を残す技術者」って他にもいるかな? ピトーは18世紀の人だけど,コンピュータ関係とか,20世紀とかでもいそう。 twitter.com/Polyhedrondiar…

2017-09-13 21:13:13