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第6問

三角形 ABCABC の辺 ABAB、BCBC、CACA の内部にそれぞれ点 MM、KK、LL を取る。3つの三角形 △AML\triangle AML、△KBM\triangle KBM、△LCK\triangle LCK のうち少なくとも1つの面積が、三角形 ABCABC の面積の4分の1以下であることを証明せよ。
ステップ 7/7: 面積不等式を結論する
ざっくり言うと

主張の否定が矛盾したので、3つの面積の少なくとも1つが4分の1の上限を満たすことが証明された。

min⁡{[AML],[BKM],[LCK]}≤14[ABC]\min\{[AML],[BKM],[LCK]\}\le\frac14[ABC]
詳しい解説

3つの隅の面積がすべて 14[ABC]\frac14[ABC] を超えるという仮定は不可能である。したがって [AML][AML]、[BKM][BKM]、[LCK][LCK] の少なくとも1つは 14[ABC]\frac14[ABC] 以下であり、求める結論が得られる。