第335問の解答
問題[平面図形]
左図のような、面積が48cm2の正三角形ABCがあります。 いま、正三角形の内部に点Pをとり、Pから辺AB、辺BC、辺CAに降ろした垂線の足をそれぞれD、E、Fとします。その結果、PD:PE:PF=1:2:3となりました。
このとき、三角形DEFの面積を求めてください。
解答例1
まるケンさん、Taroさん、中村明海さん、kosukeさん、をめがさん、おりくんさん、 他
正三角形ABCの長さ、高さをaおよびhとします。
△ABC=△PAB+△PBC+△PCA ・・・ (1)
1/2×a×h=1/2×a×d+1/2×a×2d+1/2×a×3d
1/2×a×h=1/2×a×(d+2d+3d)従って、h=6dと分かります。
よって、正三角形ABCを36個の小正三角形に分割すると、
PはAB、BC、CAより高さが1、2、3の位置にあることから図2のようになります。よって、
AD:DB=3.5:2.5=7:5、
BE:EC=2:4、
CF:FA=3.5:2.5=7:5。小正三角形の面積を1とすると、
△ADF=2.5×3.5=35/4、
△BED=2.5×2=5、
△CFE=4×3.5=14よって、△DEF=36−(35/4+5+14)=33/4。
小正三角形の面積=48/36cm2だから、
△DEF=33/4×48/36=11cm2
となります。答: 11cm2
以上
解答例2
ステップ ばい ステップさん、ふじさきたつみさん、ミミズクはくず耳さん、ドルミカムさん、小学名探偵さん、 他
正三角形ABCの中心をP'とし、P'から下ろした垂線の足D'、E'、F'とします。
これらはAB、BC、CAの中点となります。
△D'E'F'=△ABC×1/4=48×1/4=12cm2。
△PDE、△PEF、△PFD、および△P'D'E'、△P'E'F'、△P'F'D'は、
いずれも挟まれる角度が120度と共通だから、面積は挟む2辺の長さの積に比例します。従って、
△DEF:△D'E'F'=(1×2+2×3+3×1):(2×2+2×2+2×2)=11:12、
よって、
△DEF=△D'E'F'×11/12=12×11/12=11cm2。
解答例3
CRYING DOLPHINさん、ponta55555さん、Banyanyanさん、ねこやんさん、 他
Pを通り各辺と平行に直線を引きます。
すると、PD、PE、PFを高さとする3つの正三角形ができます。
各辺の長さの比=PD:PE:PF=1:2:3。よって、
AD:DB=(3+0.5):(0.5+2)=7:5、
BE:EC=(1+1):(1+3)=2:4、
CF:FA=(2+1.5):(1.5+1)=7:5。以下、解答例1と同様。
解答例4
フランク長いさん、 他
EPとABの交点をG、およびCAとの交点をH、
FPとABの交点をJ、およびCBとの交点をK、
DPとBCの交点をM、およびACとの交点をN、とします。
△GPD、△HPFは、いずれも頂角が30度の直角三角形。
従って、PDの長さを1とおくと、
GP=PD×2=2
HP=PF×2=6。また、△GBE、△HCEも、頂角が30度の直角三角形。
よって、
BE:EC=GE:HE=4:8。同様にして、
CF:FA=KF:JF=7:5
AD:DB=ND:MD=7:5。以下、解答例1と同様。
(その他の解法)
- PD、PE、PFの実際の長さを求めて計算 ・・・ モルモット大臣さん、高橋 道広さん、ハラギャーテイさん、有無相生さん、M.Hossieさん、あほあほまんさん、他