第165問の解答


1.問題 [平面図形]

問題図
 左図のに、四角形ABCDの頂点Aと頂点C、頂点Bと頂点Dを結び、それぞれの中点N、Mを取りました。また、ACとBDの交点をPとします。

 四角形ABCDの面積は80cm2、三角形AMCの面積は20cm2、三角形BNDの面積は12cm2となっています。

 このとき、三角形PBCの面積を求めてください。

2.解答例1(長野 美光さん、えくさーつー(爆)(阿)さん、ありさのお父さん他多数)

AN=NCより、△ABN=△CBN、△ADN=△CDN。
よって、四角形ABND=四角形CBND=四角形ABCD/2=40cm2。
同様に、四角形ABCM=四角形AMCD=四角形ABCD/2=40cm2。

よって、△BCD=四角形CBND+△BND=40+12=52cm2。

△ACD=四角形AMCD−△AMC=40−20=20cm2。
よって、MP=PB。

従って、△PBC=△BCD×3/4=52×3/4=39cm2。

答:39cm2

以上


(参考)真ん中の四角形の面積を求める

次の2つの定理を使います。

[定理]
参考図1

G
は、三角形内
の任意の点



AF BD CE
━━・━━・━━=1・・・チェバの定理
BF CD AE
AF BC DG
━━・━━・━━=1・・・メネラウスの定理
BF CD AG
△PBCの部分
参考図2

チェバの定理より、
  PM/MB×BQ/QC×CN/NP=1、
  1/2×BQ/QC×10/3=1、
よって、BQ/QC=3/5。

メネラウスの定理より、
  PM/MB×BC/QC×QR/RP=1、
  1/2×8/5×QR/RP=1、
よって、QR/RP=5/4。

△PRM=△PBR×1/3=(△PBQ×4/9)×1/3=(△PBC×3/8)×4/9×1/3

△PRN=△PCR×3/13=(△PCQ×4/9)×3/13=(△PBC×5/8)×4/9×3/13

よって、四角形PMRN
  =△PRM+△PRN
  =△PBC×14/(39×3)
  =14/3cm2