第324問の解答


問題 [ 平面図形]

問題図 左図のような、AB=5cm、BC=10cmの△ABCがあります。

いま、∠ADBの大きさが、∠Bの半分の大きさになるように辺BC上に点Dをとったところ、AD=8cmとなったそうです。

このとき、△ABCの面積は何cm2でしょうか。


解答例1

Taroさん、ねこやんさん、有無相生さん、フランク長いさん、ななしのごんたさん、萬田銀次郎さん、小西孝一さん、うっしーさん、KOさん、他

∠Bの二等分線とADの交点をEとし、EとAからBCに下ろした垂線の足をFとHとします。

参考図1

∠EBD=∠EDBより、△EBDは二等辺三角形、よって、EB=ED。

△AEBと△ABDは、∠Aが共通、∠ABE=∠ADBより相似。

よって、AE:AB=AB:AD、
 AE=AB×AB/AD=25/8cm、
従って、EB=ED=AD-AE=8−25/8=39/8cm。

また、AB:EB=AD:BD、
 BD=AD×EB/AB=8×(39/8)/5=39/5cm。

よって、ED:FD=39/8:39/10=5:4、
従って、△EFDは辺の長さが3:4:5の直角三角形。

△AHDと△EFDは相似より、AH=AD×3/5=24/5cm。

よって、
 △ABC
 
=1/2×BC×AH
 
=1/2×10×24/5
 =24cm2。

答: 24cm2

以上


解答例2

CRYING DOLPHINさん、トトロ@Nさん、ミミズクはくず耳さん、小杉原啓さん、ふじさきたつみさん、omegaさん、他

辺BC上に点Pを、AP=AB=5cmとなるようにとります。

参考図2

△ABPは二等辺三角形だから、∠APB=∠ABP。

∠PAD=∠APB−∠ADP=∠ADP、
従って、△PADは二等辺三角形となります。

よって、PD=AP=5cm。

ADの中点をMとすると、AM=DM=4cm、
よって、△PAMと△PDMは辺の長さが3:4:5の直角三角形となります。

従って、△APD=1/2×AD×PM=1/2×8×3=12cm2。

△ABCと△APDは、底辺の長さが10:5=2:1で、高さは共通、
よって、△ABC=△APD×2=12×2=24cm2。


解答例3

ヒデー王子さん、啓@Nさん、高橋道広さん、他

辺CBを延長して、点PをPB=AB=5cmとなるようにとります。

参考図3

△BAPは二等辺三角形となるから、∠BPA=∠BAP=∠ABD×1/2=∠ADB、
よって、△APDも二等辺三角形。

従って、AP=AD=8cm。

APの中点をMとすると、AM=PM=4cm、
よって、△APMと△BPMは、辺の長さが3:4:5の直角三角形、
従って、BM=3cm。

△APB=1/2×AP×BM=1/2×8×3=12cm2。

△ABCと△APBは、底辺の長さが10:5=2:1で、高さは共通、
よって、 △ABC=△APB×2=12×2=24cm2。

 


解答例4

Miki Sugimotoさん、ハラギャーティさん、M.Hossieさん、うっしーさん、きょえぴさん、あんみつさん、大岡敏幸さん、他

θ=∠ADBとおきます。

参考図4

△ABDについて正弦定理より、
 AB/sinθ=AD/sin2θ
 5/sinθ=8/2sinθcosθ、
よって、cosθ=4/5、sinθ=3/5。

sin2θ=2sinθcosθ=2×4/5×3/5=24/25。

従って、
 △ABC
=1/2×AB×BC×sin2θ
=1/2×5×10×24/25=24cm2。