京大理学部を受けてきました。結果はまだ不明です。
数学で一題良いのがあったので紹介します。
問.全ての四面体は外接球を持つ事を示せ。
答.
► スポイラーを表示
四面体をABC-Dとし、A,B,Cをz=0の平面に置き、△ABCの外心を原点Oにおいても一般性は崩れない。
今、△ABCの外接円の半径をa(a∈R,a>0)として以下の補題を証明する。
補題:中心が(0,0,h)で平面z=0と円x2+y2=a2を共有する球面x2+y2+(z-h)2=a2+h2(h∈R)は
hを適当に選べば任意のz=0上にない点(p,q,r)(p,q,r∈R,r≠0)を通る事が出来る
式を展開して
x2+y2+z2-a2 = 2zh
x,y,zにp,q,rを代入するとr≠0より
h = (p2+q2+r2-a2)/2r
今、hにこの値を代入すれば(p,q,r)を通る
よって補題は成立する。
今、元の命題についてDがz=0上にないのは自明より命題は成立する