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第3問

底辺 ABAB が固定され、CC からの高さが一定値 hh であるすべての三角形 ABCABC を考える。3本の高さの積が最大になるのはどの三角形か。
ステップ 3/5: 辺の積を sin C で表す
(sin⁡C)AC⋅BC=BC⋅ha=2[ABC](\sin C)AC\cdot BC=BC\cdot h_a=2[ABC]
詳しい解説

CC に接する2辺を用いた面積公式は [ABC]=12AC⋅BCsin⁡C[ABC]=\tfrac12 AC\cdot BC\sin C である。従って (sin⁡C)AC⋅BC=2[ABC]=BC⋅ha(\sin C)AC\cdot BC=2[ABC]=BC\cdot h_a であり、面積が一定なのでこれは一定である。よって AC⋅BCAC\cdot BC の最小化は sin⁡C\sin C の最大化と同値である。