相似な図形
【1】すべての放物線(2次関数のグラフ)が相似であることを証明せよ。
【2】底の異なる2つの指数関数は相似なのかな?
◇ ◇ ◇ ◇ ◇
【1】
《定理》すべての放物線は相似である。
《証明》
すべての放物線は、回転・平行移動すれば$${y=ax^2\:(a\neq0)}$$の形になる。
放物線$${y=ax^2}$$を原点を中心に$${a}$$倍にすると放物線$${y=x^2}$$になる。
(∵ 放物線$${y=ax^2}$$上の点を$${(t\,,\,at^2)}$$とし、$${x}$$座標・$${y}$$座標をそれぞれ
$${a}$$倍すると$${(at\,,\,a^2t^2)}$$となり、放物線$${y=x^2}$$の式を満たす)
以上で、すべての放物線が相似であることが示された。//
(つまり放物線の形は1つしかない!)
【2】???(未解決)
ちなみに楕円や双曲線は相似ではない。三角形や四角形など多角形も相似ではない。3次関数も4次関数もサインもコサインも相似ではない。(円どうしや正方形どうしは相似だが、それらは楕円や四角形の一部であって、楕円全体・四角形全体でみると相似ではないので、ここでは相似とみなさない)
さて、ある種の図形がすべて相似だという例が他にあるかと考えると、直線だ。つまり放物線は直線と同じくらい基本的な図形なのである。
◇ ◇ ◇
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