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平地に 3 本のテレビ塔がある.ひとりの男がこの平地の異なる 3 地点 A,B,C に立って, その先端を眺めたところ,どの地点でもそのうち2本の先端が重なって見えた. このとき A,B,C は一直線上になければならない.この理由を述べよ.
(1966年の京都大学の入試問題)
解答
これはむかし友人から出された問題にあったはず...^^
上記サイトより Orz〜
テレビ塔の先端の3点が定める平面を http://aozoragakuen.sakura.ne.jp/taiwa/taiwaNch03/desargues/images/img8.gif とする. 3点A,B,C はhttp://aozoragakuen.sakura.ne.jp/taiwa/taiwaNch03/desargues/images/img8.gif上にある. 一方,3点A,B,C は地表という平面上にもある. ゆえに3点 A,B,C は http://aozoragakuen.sakura.ne.jp/taiwa/taiwaNch03/desargues/images/img8.gifと地表の交わりの直線上にある.
*見事な、目から鱗な発想でした♪
下のデザルグの定理も...2個の△においては...上と同様に X, Y, Z が1直線上にあることは言えますよね? Aa, Bb, Cc が1点で交わることって必要なんだろか...?
「デザルグの定理(théorème de Desargues)とは、ジラール・デザルグが証明した、空間内の二つの三角形の相互の関係に関するアフィン幾何学(ユークリッド幾何学)および射影幾何学の定理である。
パスカルの定理とともに射影幾何学の基本定理の一つとして知られる。
内容
同一平面上にない二つの三角形、△ABCと△abcについて、AaとBbとCcが一点で交わる時、直線ABと直線ab、直線BCと直線bc、直線CAと直線caの交点を、それぞれX、Y、Zとすると、X、Y、Zは、同一直線上にある。
デザルグの定理および関連する議論をアフィン幾何学(あるいは通常のユークリッド幾何学)の枠組みの中で述べることもできるが、そのような議論を進めるためには、平行線や無限遠に関する事項は例外的な扱いを受けるということに注意しなければならない。デザルグの定理は射影幾何学における定理と考えるのが自然である。 射影幾何学の枠組みでは、直線と点とは互いに対称的な役割を果たすようになり、射影幾何学における定理においていっせいに「点」と「直線」の文言を取り替えた命題(双対命題)も真となるという射影幾何学の双対原理が成立する。デザルグの定理を射影幾何学の命題とかんがえるとき、デザルグの定理の双対はデザルグの定理の「逆」であり、このことを指してデザルグの定理は自己双対的 (self-dual) であるという。
デザルグの定理は、一般に3以上の次元の射影幾何学が、ある体 D 上の線型空間の位置次元部分空間全体が作る通常の射影空間 P(D) という“係数を持つ”幾何学であることを示す。一方、平面射影幾何学では射影幾何学の公理とデザルグの定理は独立な命題であり、デザルグの定理の成立しない非デザルグ幾何 (non-Desarguesian geometry) と呼ばれる射影幾何学を構成することができる。」
リヨンの出身で、初めてユークリッド幾何学以外の幾何学である射影幾何学の基本概念を確立し、射影幾何学の最初の定理であるデザルグの定理を証明したことで有名である。不運なことに彼の考えた幾何学は、独創的過ぎた上にその定理を新しい幾何学の言葉で表したため、ほとんどの人物の目に留まらなかった。有名な数学者であり哲学者、物理学者でもあるパスカルが関心を示したが(彼もデザルグに触発されて射影幾何学の基礎を作ったと言われており、パスカルの定理を証明している)、彼は関心の対象をころころと変えたためこの幾何学の研究はしなくなり、この幾何学を研究するのはデザルグ一人になってしまった。デザルグとパスカルのこの研究はほとんど知られないままであり、その研究を馬鹿にする者もいた。優れた数学者であり解析幾何学を提唱し、デザルグの友人でもあったルネ・デカルトが励ましたが、デザルグのこの幾何学はガスパール・モンジュによって再興されるおよそ150年間の間人々の関心を引かず、1661年にフランスで亡くなった。」
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