geometry

相似

一方が他方を拡大・縮小した図形であるとき、2 つの図形は相似である。形は同じで大きさは異なってよい。対応するすべての角は等しく、対応するすべての辺は比例する。

2 つの幾何図形は、一方が他方を拡大・縮小(必要なら回転・反転も含む)した図形であるとき相似である。記号:ABCDEF\triangle ABC \sim \triangle DEF

相似条件(三角形):

  • AA(2 角相等):2 組の角がそれぞれ等しい → 相似(角の和は 180°180° なので 3 組目も自動的に一致する)。
  • SAS(2 辺の比とその間の角):2 組の辺が比例し、はさむ角が等しい → 相似。
  • SSS(3 辺の比):3 組の辺がすべて比例する → 相似。

主な帰結:

  • 対応するすべての角は等しい
  • 対応するすべての辺は同じ比 kk(相似比)で比例する。
  • 面積は k2k^2体積は k3k^3になる。

相似は次の基礎となる:

  • 三角法:同じ角をもつ直角三角形はすべて相似なので、三角比は三角形の大きさによらず角だけで決まる。
  • 地図の縮尺や建築図面。
  • フラクタルや自己相似構造。
  • グラフィックスにおける画像の拡大縮小:相似変換であることで視覚的な同一性を保つ。

合同との区別:合同とは相似でありかつ大きさも等しい(相似比が 1)ことを意味する。