
今日の板書はこれ!
■ チェバの定理
△ABCと1点Oがある。頂点A,B,Cと点Oを結ぶ直線が、向かい合う辺またはその延長と交わる点をそれぞれP,Q,Rとすると、次の式が成り立つ。
\(\frac{\mathrm{AR}}{\mathrm{RB}}\cdot \frac{\mathrm{BP}}{\mathrm{PC}}\cdot \frac{\mathrm{CQ}}{\mathrm{QA}}=1\)
■ 式の覚え方
頂点→分点→頂点→分点→頂点→分点→頂点 の順に、三角形を1周する。
△ABCの辺BC,CA,AB上にそれぞれ点P,Q,Rがあり、3直線AP,BQ,CRは1点Oで交わる。CQ:QA=2:1,AR:RB=2:3 であるとき、BP:PC を求めよ。
▼ 解答
△ABCと点Oについて、チェバの定理より
\(\frac{2}{3}\cdot \frac{\mathrm{BP}}{\mathrm{PC}}\cdot \frac{2}{1}=1\)
よって \(\frac{\mathrm{BP}}{\mathrm{PC}}=\frac{3}{4}\)
したがって BP:PC=3:4

もっと詳しく願いします!!
現役教員として数学を教えている「さん」と申します。
「人より勉強に時間がかかる」と感じていませんか?私の学校にも、同じ悩みを抱えて苦しんでる生徒がたくさんいます。
「教科書や参考書の内容がわからなくて、読むのに時間がかかる」「解答の意味が理解できず、勉強が進まない」教科書や参考書の内容を理解するには、「自分なりに噛み砕いて考える力」が必要です。
でも大丈夫!このサイトでは、私が受けた質問や、つまずきポイントをもとに、わかりやすく解説していきます。
意味から理解し、噛み砕き方をマスターしましょう!!

勉強してるのに点が取れない人は、こっちも読んでみて!
3直線が1点で交わるとき、BP:PCは?
△ABCの辺BC,CA,AB上にそれぞれ点P,Q,Rがあり、3直線AP,BQ,CRは1点Oで交わる。CQ:QA=2:1,AR:RB=2:3 であるとき、BP:PC を求めよ。


2つの辺の比は分かっているけど、残りの辺の比はどうやって求めるんですか?

「三角形と1点」の図が出てきたら、チェバの定理を使うと一気に求められるよ!
チェバの定理とは?
チェバの定理は、「三角形と1点」からできる図についての定理です。
△ABCと、1点Oを考えます。
頂点A,B,Cと点Oをそれぞれ直線で結び、向かい合う辺と交わる点をP,Q,Rとします。
点P,Q,Rは、それぞれ辺BC,CA,ABを2つの部分に分けているので、分点とよびます。

チェバの定理は、この3つの分点が辺を分ける比の関係を表した定理です。
まずは具体例で確かめてみます。
下の図では、3直線AP,BQ,CRが1点Oで交わっていて、AR:RB=1:1,BP:PC=2:1,CQ:QA=1:2 です。

この3つの比を分数にしてかけ合わせてみましょう。
\(\frac{1}{1}\cdot \frac{2}{1}\cdot \frac{1}{2}=1\)
ちょうど1になりました。
実は、3直線が1点で交わるときは、いつでもこの積が1になります。
これをチェバの定理といいます。
一般に、△ABCと1点Oがあり、頂点A,B,Cと点Oを結ぶ直線が、向かい合う辺またはその延長とそれぞれP,Q,Rで交わるとき、次の式が成り立ちます。
\(\frac{\mathrm{AR}}{\mathrm{RB}}\cdot \frac{\mathrm{BP}}{\mathrm{PC}}\cdot \frac{\mathrm{CQ}}{\mathrm{QA}}=1\)
式の覚え方
式は、Aから出発して 頂点→分点→頂点→分点→頂点→分点→頂点 の順に三角形を1周すると覚えます。
下の図の①〜⑥の順に線分をたどり、①③⑤を分子、②④⑥を分母にします。


どの頂点から始めても、1周すれば正しい式になるよ。分点で「止まる」ときが分子と分母の切りかわりだね!
点Oが三角形の外部にあって、P,Q,Rの一部が辺の延長上にある場合でも、同じ式が成り立ちます。

三角形の面積の比を使って説明します。
△ABOと△ACOは、辺AOを共通にもつ三角形です。

2つの三角形の高さの比は、BからAPまでの距離とCからAPまでの距離の比で、これは BP:PC に等しくなります。
よって、BP:PC=△ABO:△ACO です。
同じように考えると、CQ:QA=△BCO:△BAO,AR:RB=△CAO:△CBO となります。
これらを分数にしてかけ合わせると、分子と分母に同じ三角形が1回ずつ現れるので、すべて約分されて1になります。
最初の問題を解こう
△ABCの辺BC,CA,AB上にそれぞれ点P,Q,Rがあり、3直線AP,BQ,CRは1点Oで交わる。CQ:QA=2:1,AR:RB=2:3 であるとき、BP:PC を求めよ。

3直線AP,BQ,CRが1点Oで交わっているので、△ABCと点Oについてチェバの定理が使えます。
Aから順に1周して、分かっている比を入れていきます。

\(\frac{\mathrm{AR}}{\mathrm{RB}}\cdot \frac{\mathrm{BP}}{\mathrm{PC}}\cdot \frac{\mathrm{CQ}}{\mathrm{QA}}=1\)
\(\frac{2}{3}\cdot \frac{\mathrm{BP}}{\mathrm{PC}}\cdot \frac{2}{1}=1\)
\(\frac{2}{3}\cdot \frac{2}{1}=\frac{4}{3}\) なので、\(\frac{\mathrm{BP}}{\mathrm{PC}}=\frac{3}{4}\) となります。
よって BP:PC=3:4

比の向きに注意しよう!「CQ:QA」と「QA:CQ」を取りちがえると、答えが逆になってしまうよ。
練習問題
右の図の△ABCにおいて、AR:RB=1:2,BP:PC=4:3 である。CQ:QA を求めよ。

答えを見る
△ABCと点Oについて、チェバの定理より
\(\frac{1}{2}\cdot \frac{4}{3}\cdot \frac{\mathrm{CQ}}{\mathrm{QA}}=1\)
よって \(\frac{\mathrm{CQ}}{\mathrm{QA}}=\frac{3}{2}\)
したがって CQ:QA=3:2
まとめ:チェバの定理

さて、今回のまとめだよ!
■ チェバの定理
△ABCと1点Oがある。頂点A,B,Cと点Oを結ぶ直線が、向かい合う辺またはその延長と交わる点をそれぞれP,Q,Rとすると、次の式が成り立つ。
\(\frac{\mathrm{AR}}{\mathrm{RB}}\cdot \frac{\mathrm{BP}}{\mathrm{PC}}\cdot \frac{\mathrm{CQ}}{\mathrm{QA}}=1\)
■ 式の覚え方
頂点→分点→頂点→分点→頂点→分点→頂点 の順に、三角形を1周する。

また一つ賢くなった!

一人だと続かない人は、こんな方法もあるよ!




