三平方の定理(ピタゴラスの定理)は、直角三角形の3辺の長さを結びつける、幾何で最も重要な関係式のひとつです。直角をはさむ2辺の長さがわかれば残りの1辺が計算でき、逆に3辺の長さから「その三角形が直角三角形かどうか」も判定できます。ここでは斜辺の求め方、短い辺の求め方、直角の判定、そしてはしごや2点間の距離といった実生活の応用までを順に学びます。
Pythagoras' Theorem is one of the most important relationships in geometry. It links the three side lengths of a right-angled triangle: if you know two sides you can find the third, and from three sides you can decide whether a triangle is right-angled at all. In this topic we work through finding the hypotenuse, finding a shorter side, testing for a right angle, and real-life uses such as ladders and the distance between two points.
What the theorem says
直角三角形では、斜辺(最も長い辺、直角の向かい側の辺)の長さの2乗が、ほかの2辺の長さの2乗の和に等しくなります。斜辺を 、直角をはさむ2辺を 、 とすると、 が成り立ちます。斜辺はつねに最も長い辺で、直角と向かい合っている辺だ、という点をまず押さえましょう。
In a right-angled triangle, the square of the hypotenuse (the longest side, opposite the right angle) equals the sum of the squares of the other two sides. Writing the hypotenuse as and the two shorter sides as and , we have . Remember: the hypotenuse is always the longest side and is the one opposite the right angle.
Finding the hypotenuse
直角をはさむ2辺 、 がわかっているときは、 を計算してから平方根をとります。 です。斜辺は最も長い辺なので、求めた値が与えられた2辺より大きくなっていれば計算の見当が合っています。
When the two shorter sides and are known, compute and then take the square root: . Since the hypotenuse is the longest side, your answer should be larger than each of the two given sides — a quick sanity check.
Finding a shorter side
斜辺 と直角をはさむ1辺がわかっているときは、式を移項して引き算にします。求めたい辺を とすると 、つまり です。ここでは「大きい数(斜辺の2乗)から小さい数を引く」ことに注意します。引き算の順序を間違えると負の数になってしまいます。
When the hypotenuse and one shorter side are known, rearrange the formula into a subtraction. To find side , use , so . Be careful to subtract from the square of the hypotenuse (the larger value); getting the order wrong gives a negative number.
Testing whether a triangle is right-angled
3辺の長さがわかっているとき、最も長い辺を として が成り立つかどうかを調べます。等しければ、その三角形は最も長い辺の向かい側の頂点で直角をもつ直角三角形です(三平方の定理の逆)。 なら鋭角三角形、 なら鈍角三角形になります。
Given three side lengths, label the longest side and check whether . If it holds, the triangle is right-angled, with the right angle opposite the longest side (the converse of Pythagoras' Theorem). If the triangle is acute; if it is obtuse.
Real-life applications
三平方の定理は「直角がからむ最短距離」を扱う場面でよく使われます。壁に立てかけたはしご(地面・壁・はしごが直角三角形をつくる)、座標平面上の2点間の距離、長方形の対角線の長さなどです。問題では図をかき、直角の位置と斜辺がどの辺かをはっきりさせてから式を立てるのがコツです。座標 と の距離は で、これも三平方の定理から導けます。
Pythagoras' Theorem appears whenever a right angle creates a straight-line distance: a ladder leaning against a wall (ground, wall and ladder form a right triangle), the distance between two points on a coordinate grid, or the diagonal of a rectangle. The trick is to sketch the situation, mark the right angle, and identify which side is the hypotenuse before writing the equation. The distance between points and is , which also comes from Pythagoras.
Worked examples
Practice
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