三角形の重心の求め方と公式を徹底解説!2対1の証明から座標まで
Q1:三角形の重心は、外心や垂線のように三角形の外側に出ることはありますか?
A1:いいえ、重心は三角形の形状(鋭角・直角・鈍角)に関わらず、必ず三角形の内部に存在します。中線は常に三角形の内部を通る線分であり、それを2:1に内分する点も必ず内部に収まるためです。
Q2:正三角形の場合、五心(重心・内心・外心・垂心)はどうなりますか?
A2:正三角形においては、対称性により重心・内心・外心・垂心の4点が完全に一致して同一の1点になります(傍心のみ外部に3点存在)。そのため、正三角形の内心の半径や外接円の半径を求める際にも、重心の「2:1」の内分比をそのまま活用できます。
Q3:四角形や多角形にも「重心」は定義できますか?
A3:はい、定義できます。一般の多角形や質点系においても重心は存在します。ただし、四角形の4つの頂点座標の平均値を取る「頂点重心」と、均一な厚みを持つ板としての「面重心」は、平行四辺形などを除き一般には一致しない点に注意が必要です。