中点連結定理
中点連結定理
3角形\(ABC\)があり、辺\(BC\)を底辺とする。
このとき、辺\(AB,CA\)の中点\(M,N\)を結んだ線分\(MN\)は線分\(BC\)と平行であり、線分\(BC\)の長さの半分に等しい。
すなわち、
\[ \left|BC\right|=2\left|MN\right| \] となる。
また、\(\triangle ABC\sim\triangle AMN\)となり相似比は\(2:1\)となる。
すなわち、3角形\(ABC\)があり、線分\(MN\)と線分\(BC\)が平行であり\(\left|BC\right|=2\left|MN\right|\)が成り立つならば、点\(M,N\)は辺\(AB,CA\)の中点である。

3角形\(ABC\)があり、辺\(BC\)を底辺とする。
このとき、辺\(AB,CA\)の中点\(M,N\)を結んだ線分\(MN\)は線分\(BC\)と平行であり、線分\(BC\)の長さの半分に等しい。
すなわち、
\[ \left|BC\right|=2\left|MN\right| \] となる。
また、\(\triangle ABC\sim\triangle AMN\)となり相似比は\(2:1\)となる。
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中点連結定理の逆も成り立つ。すなわち、3角形\(ABC\)があり、線分\(MN\)と線分\(BC\)が平行であり\(\left|BC\right|=2\left|MN\right|\)が成り立つならば、点\(M,N\)は辺\(AB,CA\)の中点である。
\(\Rightarrow\)
\begin{align*} \overrightarrow{BC} & =\overrightarrow{BA}+\overrightarrow{AC}\\ & =2\overrightarrow{MA}+2\overrightarrow{AN}\\ & =2\left(\overrightarrow{MA}+\overrightarrow{AN}\right)\\ & =2\overrightarrow{MN} \end{align*} となるので、線分\(MN\)は線分\(BC\)と平行であり、線分\(BC\)の長さの半分となる。\(\angle NAM=CAB\)で辺\(BC\)と辺\(MN\)は平行なので同位角より、\(\angle ABC=\angle AMN\)となる。
これより、\(\triangle ABC\)と\(\triangle AMN\)は2角相等より相似になり相似比は辺の長さより\(2:1\)となる。
\(\Leftarrow\)
角\(A\)は共通なので\(\angle NAM=\angle CAB\)であり、線分\(MN\)と線分\(BC\)が平行であるので、\(\angle ABC=\angle AMN\)であり、\(\triangle ABC\)と\(\triangle AMN\)は2角相等より相似となる。また、\(\left|BC\right|=2\left|MN\right|\)であるので相似比は\(2:1\)となるので、点\(M,N\)は辺\(AB,CA\)の中点となる。
従って題意は成り立つ。
ページ情報
タイトル | 中点連結定理 |
URL | https://www.nomuramath.com/nl06471g/ |
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面積ベクトルと角度の符号
\[
\overrightarrow{\triangle ABC}:=\overrightarrow{BC}\times\overrightarrow{BA}
\]
3角形上での3角関数
\[
\sin A+\sin B+\sin C=4\cos\frac{A}{2}\cos\frac{B}{2}\cos\frac{C}{2}
\]
3角形の角度と長さの関係
\[
a\cos A+b\cos B+c\cos C=\frac{8S^{2}}{abc}
\]
接弦定理
\[
\angle BAP=\angle BCA
\]