例 題 

下の問題にチャレンジする前に、リンク先の問題で肩慣らしをして下さい。 ここでは比例を使っています。
 比例式の問題 
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<例題>図のように一つの円の中に円 A、B、C、D があり、A、B、C の半径が 6寸、3

    寸、4寸 のとき、D の半径はどれだけか。 、
<解答>外側の円の中心を O,点は図に示してあるものとする。
    条件より、(AB)=(AI+IH+HB)              =(AI)+(IH)+(HB) +2(AI・IH)+2(AI・HB)++2(IH・HB)              =(AI)+(IH)+(HB) +2(0)+2(AI・HB)+2(0)              =(AI)+(IH)+(HB)+2(AI・HB)    (6+3)=(6)+|IH|+(3)−2×6×3           |IH|=(6+3)−(6)−(3)+36=(72) |IH|=6×21/2・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(1)     条件より、(AO)=(AI+IM+MO)              =(AI)+(IM)+(MO) +2(AI・IM)+2(AI・MO)+2(IM・MO)              =(AI)+(IH)+(HB) +2(0)+2(AI・MO)+2(0)              =(AI)+(IM)+(MO)+2(AI・MO)   (r−6)=(6)+|IM|+(r−8)−2×6×(r−8) |IM|=(r−6)−(6)−(r−8)+2×6×(r−8)              =16r−112           |IM|={16r−160}1/2・・・・・・・・・・・・・・・・・(2)     同様にして、|MH|={16r−112}1/2・・・・・・・・・・・・・・・・・(3)     条件より、|IH|=|IM+MH|=|IM|+|MH| 上の式に (1)、(2)、(3) を代入、        {16r−160}1/2+{16r−112}1/2                 =6×21/2       {16r−112}1/2=6×21/2−{16r−160}1/2         16r−112=72−12×21/2{16r−160}1/2+16r−160             −24=−12×21/2寸{16r−160}1/2                2=21/2{16r−160}1/2            4=2(16r−160)           1=8r−80           81=8r                r=81/8     D 円の半径を x とし、点は図に示してあるものとする。。
      (1) より、|PQ|=|IH|=6×21/2・・・・・・・・・・・・・・・・・・(4)     (2)、(3)と同様にして、           |QN|={4x(r−6)−4x}1/2・・・・・・・・・・・・・・(5)           |NP|={4x(r−3)−4x}1/2・・・・・・・・・・・・・・(6)     条件より、|QP|=|QN+NP|=|QN|+|NP| 上の式に (4)、(5)、(6) を代入、      {4x(r−6)−4x}1/2+{4x(r−3)−4x}1/2=6×21/2   {4x(r−3)−4x}1/2=6×21/2−{4x(r−6)−4x}1/2     {4x(r−3)−4x}=72−12×21/2{4x(r−6)−4x}1/2                              +{4x(r−6)−4x}             12x=72−12×21/2{4x(r−6)−4x}1/2               x=6−21/2{4x(r−6)−4x}1/2             x−6=−21/2{4x(r−6)−4x}1/2            (x−6)=[−21/2{4x(r−6)−4x}1/2]        x−12x+36=8x(r−6)−8x                =8xr−48x−8x                =8x(81/8)−48x−8x ∵ r=81/8               0=−9x+45x−36                =x−5x+4                =(x−1)(x−4)                =(x−1)    ∵ x<4               x=1 (答)  円 D の半径は 1寸 <例題>図のように一つの円の中に円 A、B、C、D があり、A、B、C、D の半径が a, b,c、d のとき、(1/a+1/b)=1/cd が成立することを示せ。 <解答>外側の円の中心を O,点は図に示してあるものとする。     条件より、(AB)=(AI+IH+HB)              =(AI)+(IH)+(HB) +2(AI・IH)+2(AI・HB)++2(IH・HB)              =(AI)+(IH)+(HB) +2(0)+2(AI・HB)+2(0)              =(AI)+(IH)+(HB)+2(AI・HB)    (a+b)=(a)+|IH|+(b)−2×ab           |IH|=(a+b)−(a)−(b)+2ab              =4ab |IH|=2(ab)1/2 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(1)     条件より、(AO)=(AI+IM+MO)              =(AI)+(IM)+(MO) +2(AI・IM)+2(AI・MO)+2(IM・MO)              =(AI)+(IH)+(HB) +2(0)+2(AI・MO)+2(0)              =(AI)+(IM)+(MO)+2(AI・MO)   (r−a)=(a)+|IM|+(r−2c)−2×a×(r−2c) |IM|=(r−a)−(a)−(r−2c)+2×a×(r−2c)              =4rc−4ac−4c           |IM|=2{rc−ac−c}1/2・・・・・・・・・・・・・・・・(2)     同様にして、|MH|=2{rc−bc−c}1/2・・・・・・・・・・・・・・・・(3)     条件より、|IM|+|MH|=|IM+MH|=|IH|     上の式に (1)、(2)、(3) を代入、        {rc−ac−c}1/2+{rc−bc−c}1/2=(ab)1/2        {rc−bc−c}1/2=(ab)1/2−{rc−ac−c}1/2           rc−bc−c=ab−2(ab)1/2{rc−ac−c}1/2 +rc−ac−c           ac−bc−ab=−2(ab)1/2{rc−ac−c}1/2         {(a−b)c−ab}=4(ab){rc−ac−c}・・・・・・・・・・(4)     条件より、|QN|+|NP|=|QN+NP|=|QP|     (4) と同様にして、  (c を d に置き換える)         {(a−b)d−ab}=4(ab){rd−ad−d}・・・・・・・・・・(5)     (4)×d−(3)×c、 (注意:r を消去) {(a−b)c−ab}d−{(a−b)d−ab}c=4(ab)(−dc+cd)      (a−b)d−2abcd(a−b)+(ab)d −(a−b)c+2abcd(a−b)−(ab)c =−4abcd(c−d)          (a−b)cd(c−d)+(ab)(d−c)=−4abcd(c−d)                  (a−b)cd−(ab)=−4abcd ∵ c≠d                 (a−b)cd+4abcd=(ab)                     (a−b)+4ab=(ab)/cd                         (a+b)=(ab)/cd                     (a+b)/(ab)=1/cd                      (1/a+1/b)=1/cd
 一関市博物館の解答を眺めて、これは大変そうだなぁ・? こんな予想をした が、それがそうでもありません。実際にやって見ると「同様にして・・・」この 手が使えて、寧ろこの方が早い。想定外は原発事故だけではありません。想定外 に容易になるのは大変に結構で、原発事故の処理もこうなれば・・・。これは和 算の解答、あるいは、一関市博物館の解答が大変に下手だったことを意味してい ます。まぁ、下手をし、大変な遠回りとなって、それでも、答えに到達で来たの は、相当な実力者であるに違いありません。当HPの製作者のように、体力の衰 えたベテランが悪知恵を使ってスルスルと切り抜ける? これより余程増しかも ねぇ・・・???                            
 一関市博物館 
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