三角形の成立条件

三角形 $\mathrm{ ABC }$ があるとき,

∣b−c∣<a<b+c\vert b-c \vert \lt a \lt b+c .

辺と角の大小関係

三角形の辺と角の大小関係については,

「 A>B⇔a>bA \gt B \Leftrightarrow a \gt b 」

証明

A\mathrm{ A } , B\mathrm{ B } は三角形 ABC\mathrm{ ABC } の内角であり, 0∘<B<A<180∘0^{ \circ } \lt B \lt A \lt 180^{ \circ } とすると,

A>B⇔cos⁡A<cos⁡BA \gt B \Leftrightarrow \cos A \lt \cos B …①

次に三角形 ABC\mathrm{ ABC } について,余弦定理を用いて次の式を得る。

cos⁡A<cos⁡B⇔cos⁡B−cos⁡A>0\cos A \lt \cos B \Leftrightarrow \cos B - \cos A \gt 0

⇔c2+a2−b22ca−b2+c2−a22bc>0\displaystyle \Leftrightarrow \frac{c^2 +a^2 -b^2}{2ca} - \frac{b^2 +c^2 -a^2}{2bc} \gt 0

⇔b(c2+a2−b2)−a(b2+c2−a2)2abc>0\displaystyle \Leftrightarrow \frac{b( c^2 +a^2 -b^2) -a(b^2 +c^2 -a^2)}{2abc} \gt 0

⇔(a2−b2)(a+b)−(a−b)c2>0\Leftrightarrow (a^2 -b^2)(a+b)-(a-b)c^2 \gt 0 ( 2abc>02abc \gt 0 より)

⇔(a−b)(a+b)(a+b)−(a−b)c2>0\Leftrightarrow (a-b)(a+b)(a+b)-(a-b)c^2 \gt 0

⇔(a−b){(a+b)2−c2}>0\Leftrightarrow (a-b) \left\{ (a+b)^2 -c^2 \right\} \gt 0

⇔a>b\Leftrightarrow a \gt b  ( a+b>ca+b \gt c より (a+b)2−c2>0(a+b)^2 -c^2 \gt 0 )  …②

①,②より,

A>B⇔a>bA \gt B \Leftrightarrow a \gt b