余接定理(よせつていり)The Universal Encyclopaedia of Mathematics, Pan Reference Books, 1976, page 530. English version George Allen and Unwin, 1964. Translated from the German version Meyers Rechenduden, 1960.は、三角形の辺の長さと3つの角の半分の余接の関係を表す三角法の定理である。余接法則とも呼ばれる。

定理

図のように を3辺の長さ、 を各頂点とし、 を各頂点に対応する角、半周長を を内接円の半径とすると、以下の式が成立する。 (1) また、 について、 (2)

証明

図のように、内接円と辺の接点において三角形の3辺が3組6本の線分に分割され、それぞれの組の線分の長さは等しく、各組から1本ずつ選んだ3線分の長さの和が半周長に等しい。

内接円の半径と辺は垂直に交わるから、余接の定義より、 (*1)

∴ (1)

他の角においても同様に示される。

また、式(2)については、以下の式を適用する。

, , とすると、より、

よって、式(*1)より

辺々にをかけて整理すれば、式(2)が示される。

他の公式の証明 余接定理により正接定理が証明されるほか、以下のように他のいくつかの公式の証明にも適用される。 ヘロンの公式

辺と同様に三角形が3組6個の三角形に分割され、各組の三角形の面積は等しい。例えば、頂点付近の2個の三角形はともに底辺が、高さ、面積はであり、和はとなる(他も同様)。

よって、三角形の面積は、

∴ 

モルワイデの公式

第一公式

和の公式と余接定理より、

∴  第二公式

和の公式と余接定理より、

和積公式を適用して整理すれば、

関連項目 正弦定理 余弦定理 三角関数の公式の一覧 脚注

参考文献