第277問の解答


問題 平面図形

左図のようなAB=6cm、BC=4cm、CA=3cmの△ABCがあります。

いま、この△ABCの内部の点を通り、3辺ABBCCAに平行な3本の直線をひいたところ、3本の直線の長さは等しくなったそうです。

では、この3本の直線の長さ何cmか(1本分)を求めてください。

解答例1(まおさん、高橋道広さん、あまれっとさん、ちば けいすけさん、他)

3本の直線(長さをとする)と各辺の交点を下図のようにします。

参考図1

題意より、△DBG、△IFC、△AEHおよび△DEP、△PFG、△IPHは△ABC相似です。また、四角形ADPIEBFPPGCH平行四辺形になります。
(このことは、他の解法でも共通に使います)

従って、
 BG:DG=BC:AC、よってBG=DG×BC/AC=d×4/3 ・・・(1)
 FC:IF=BC:AB、よってFC=IF×BC/AB=d×4/6 ・・・(2)
 BF+GC=EP+PH=d ・・・(3)

(1)+(2)+(3)より、
 BC×2=×4/3+×4/6+=8
 ×(1/3+1/6+1/4)=2
よって、=2/(1/3+1/6+1/4)=8/3

答:8/3cm

以上


解答例2(ちーくんH.Takaiさん、Parpunteさん、 他)

参考図2

解答例1と同様にして、
 FC×4/6、よってBF=4×(1−/6)・・・(1)
 BG×4/3、よってGC=4×(1−/3)・・・(2)
 FGBC−EH=4−・・・(3)

(1)+(3)+(2)より、
 FC+BG+FG=4×(1−/6)+(4−)+4×(1−/3)
 4=4×3−4×(1/6+1/4+1/3)×
よって、=2/(1/3+1/6+1/4)=8/3


解答例3(AЯOTさん、exam_in_2004さん、ふじさきたつみさん、他)

参考図3

x=AD/AB=GC/BC、
y
=EB/AB=HC/AC、
z
=BF/BC=AI/ACとおきます。

AD+EB=6+6=IP+PF= ・・・(1)
HC+AI=3+3=PG+DP= ・・・(2)
GC+BF=4+4=PH+EP= ・・・(3)

/24とおきます。
(1)、(2)、(3)より、
 y  =4・・・(4)
   y=8・・・(5)
 x  =6・・・(6)

(4)+(5)+(6)より、
 2×()=18
よって、
 =9 ・・・(7)

さて、FG=PF×4/6=6×4/6=4
よって、GC+FG+BF=4×()=BC=4
従って、=1・・・(8)

(7)、(8)より、9=1、=1/9。
よって、=24=24×1/9=8/3

なお、の値は、
(7)−(5)より、=1/9、
(7)−(6)より、=3=3/9、
(7)−(4)より、=5=5/9
となります。


(その他の解法)

・相似比と方程式を使用する・・・
有無相生さん、M.Hossieん、N.Nishiさん、小杉原啓さん、長野美光さん、POIさん、武田浩紀さん、トトロ@Nさん、CRYING DOLPHINさん、ヒデー王子さん、ミミズクはくず耳さん、巷の夢さん、DrKさん、ハラギャーテイさん、小西孝一さん、他