外接円計算機
三角形の三つの頂点を通る唯一の円の外心、外接円半径、面積、方程式を求めます。
座標から三角形の外接円を計算
一直線上にない三つの頂点の x 座標と y 座標を入力してください。
外接円について
三角形の外接円とは、その三つの頂点すべてを通る円です。中心は外心と呼ばれ、三角形の各辺の垂直二等分線が交わる点です。各頂点からその点までの距離は等しく、この共通の距離が外接円の半径になります。鋭角、直角、鈍角のいずれでも、退化していない三角形には外接円がただ一つ存在します。
この計算機は直交座標から直接計算します。三点を円の一般方程式に代入し、方程式同士の差から得られる一次式を解いて中心座標を求めます。計算で使う行列式は、三角形の向きを含む座標式の二倍です。行列式が零なら三点は一直線上にあり、有限の円を定められません。それ以外では、半径は計算した中心から任意の頂点までのユークリッド距離で、面積は円周率と半径の二乗の積です。
外心の位置からは便利な幾何学的性質が分かります。鋭角三角形では内側、直角三角形では斜辺の中点にあります。そのため直角三角形の斜辺は円の直径になります。鈍角三角形の外心は外側にあります。これらの性質は結果の見た目の確認に役立ち、座標を使った代数と定規・コンパスによる古典的作図を結び付けます。
座標の入力順は最終的な円に影響しません。頂点を入れ替えると行列式の符号が反転する場合がありますが、中心と半径は変わりません。小数や負の座標も使えるため、平行移動や拡大縮小をした図形から教科書の単純な三角形まで扱えます。結果は表示時にのみ丸められ、内部では JavaScript の倍精度数値で計算されます。
外接円は幾何の証明、測量、コンピューターグラフィックス、メッシュ生成、航法、工学設計などに登場します。中心は三点から等距離に置く施設の位置を示し、円の方程式は衝突判定や幾何モデリングに利用できます。座標が非常に大きい場合や保証された公差が必要な測定では、適切な単位を維持し、丸めの影響を別途確認してください。通常の授業や設計問題では、三つの測定済み頂点を入力するだけで、それらを通る円をすぐに明確に把握できます。
外接円の計算例
直角三角形、対称な三角形、平行移動した三角形の座標例です。
| 頂点 | 円 | ポイント |
|---|---|---|
| A(0,0), B(4,0), C(0,3) | 中心 (2,1.5)、半径 2.5 | 直角三角形の斜辺の中点が外心です。 |
| A(-1,0), B(1,0), C(0,1) | 中心 (0,0)、半径 1 | 三つの頂点はすべて単位円上にあります。 |
| A(1,1), B(5,1), C(1,4) | 中心 (3,2.5)、半径 2.5 | すべての点を同じだけ平行移動すると、半径は変わらず円も平行移動します。 |
外接円の計算方法
- 頂点 A の x 座標と y 座標を入力します。
- 頂点 B と C の両方の座標を入力します。
- 三つの頂点が互いに異なり、一直線上にないことを確認します。
- 「外接円を計算」を選ぶと、中心、半径、面積、方程式が表示されます。
外接円のよくある質問
すべての三角形に外接円がありますか?
退化していない三角形には外接円がちょうど一つあります。一直線上の三点は三角形を作らず、有限の円を定められません。
外心はどこにありますか?
外心は各辺の垂直二等分線の交点です。鋭角三角形では内側、直角三角形では斜辺上、鈍角三角形では外側にあります。
外接円の半径はどう計算しますか?
中心を求めた後、その中心から任意の頂点までの直線距離を計算します。数値の丸めを除けば、三つの頂点までの距離は等しくなります。
結果の単位は何ですか?
半径は入力座標と同じ単位です。面積はその単位の二乗となり、中心座標は元の単位を保ちます。
三点が一直線上にあるというエラーはなぜ出ますか?
有限の円は、同じ直線上の異なる三点を通れません。三角形の面積が零にならない三つの頂点を選んでください。