円があったとして,この中心はどこですかと言われたら,誰でも同じようなところを指差すことができるはずです。
円とその中心とは,お互いに強いつながりを持った関係にあります。
正六角形の中心はどこですか?と聞かれたときも,割と簡単に答えることができるのではないでしょうか。
3本の長い対角線で正六角形を6枚の正三角形に分けたとき,中央にできる交点が正六角形の中心だと言えるでしょう。
では特になんの特徴もない,普通の三角形があったとします。正三角形とか,直角三角形とかいう,きれいな三角形でなくても構いません。
この三角形の「中心」はどこですか?
と尋ねられたら,どのように答えればよいのでしょうか。
最近は少なくなってきたそうですが,実はこの問題,一昔前までは小・中学校の算数・数学の授業でよく扱われてきたテーマです。
中心とは,「まんなか」,「物事の集中する場所」,「重要な意味をもつ場所」といった意味で用いられる言葉ですから,
「三角形の中心」
とは,「三角形において,重要な意味をもつ点」と考えてよさそうに思います。
問題は,何をもって重要だと考えるかになります。
小学生に三角形の板を渡して考えさせると,多くの子どもたちが1本の指で三角形を下から支えて,バランスをとろうとするんだそうです。
この場合はヤジロベーのように,ぴたりと支えることができる点を「重要な点」だと考えることになります。
これは三角形の重さが集まる点ということで「重心」と呼ばれます。
先ほどの円や正六角形の中心も,この「重心」となっていますので,円や正六角形を指1本で支えることができます。
「重心」は,三角形の「中心」と呼ぶにふさわしい点の一つだといえます。
重心は,いちいち指で支えて確かめなくても,紙の上で作図することができます。
三角形の3つの頂点から,その向かい側にある辺の中点に向かってそれぞれ線を引くと,見事に1点で交わります。ここが重心となることが知られています。
記事「三角形の重心,四角形の重心・・・」参照
ところで,重心とは重さに着目したときの中心ですが,着目の仕方は他にもあります。
「中心というからには,円が関係していてほしい」
という考え方もできます。
正六角形の中心にコンパスをあてて円をかくと,正六角形の頂点は全て円周の上に乗り,正六角形は見事に円に内接します。
このように,図形を包み込む円のことを「外接円」といいますが,この外接円の中心を,その図形の中心だと考えるとどうでしょう。
でたらめに書いた三角形の場合,重心は外接円の中心にはなりません。
重心にコンパスをあてて円をかいても,三角形の頂点の全てが円周の上には乗らないのです。
外接円の中心となる点を「外心」と呼びます。
三角形の外心は,重心とはまた別の位置にあります。詳しい説明は省きますが,3つの辺の垂直二等分線が交わったところにあります。
外接円とはその図形を包む大きな円のことでしたが,その逆に,図形の内側にぴたりと接する小さな円もあります。
これは「内接円」と呼ばれます。
内接円の中心を「内心」といいます。この内心は,重心,外心とはまた異なる点です。3つの角の二等分線が交わるところにあります。
何だか中心になりそうなものが3つも出てきてややこしくなったな,とお思いでしょうね。
視点を変えると,何が重要かも変わってきますので,それに伴っていくつも中心が出てくるわけですが,誠に恐縮です。あと2つあるのです。
1つは「垂心」。
これは,各頂点から向かい合う辺に向かって垂線を引き,それらが交わった点です。
もう一つは「傍心」。
三角形の3つの辺を直線だと考えて延長したとき,3本の直線の全てに接する円が4個ありますが(三角形の中に1つ,外に3つ),この外側にできる円の中心になります。
重心,外心,内心,垂心,傍心。
この5つの「中心」を,三角形の五心と呼んでいます。
中心の「心」は,「芯」とかかれる場合もあるようです。
この場合は「ものの中,中央」という意味で,やや物理的な意味が強くなるようですが,私は「心」の方が好きです。
三角形には「心」がある。しかも5つも。
なんだか,無味乾燥な幾何学図形にとても暖かみを感じませんか?

