第339問の解答


問題[平面図形]

問題図 左図のような、∠BAD=45°、∠BCD=90°の四角形ABCDがあります。

いま、頂点Aと頂点Cを結んだところ、∠ACB=45°でした。また、△ABDの面積は8cm2、△BCDの面積は2cm2であるそうです。また、ACとBDの交点をEとします。

このとき、AEの長さを求めてください。


解答例1

CRYING DOLPHINさん、Banyanyanさん、maruhagedonさん、ステップ ばい ステップさん、鉄老さん、他

ABを軸に△ABCを折り返したものを△ABC'、ACを軸に△ACDを折り返したものを△AC''Dとします。

参考図1

∠C''AC'=∠C''AD+∠DAC+∠CAB+∠BAC'
    =(∠DAC+∠CAB)×2
    =45°×2
    =90°
および、AC''=AC'=ACより、△AC''C'は、直角二等辺三角形となります。

ところが、∠AC''D=∠ACD=45°、∠AC'B=∠ACB=45°、
従って、C''、D、B、C'は、一直線上に並んでいます。

△AC''C'=(△C''AD+△BA'C')+△ABD
     =(△ABD+△BCD)+△ABD
     =8+2+8
     =18cm2

従って、△AC''C'は直角二等辺三角形だから、
 1辺の長さは、面積が18×2=36cm2の正方形の1辺に等しい。

よって、AC=AC''=AC'=6cmとなります。

AE:EC=△ABD:△BCD=8:2=4:1。

従って、AE=AC×4/5=6×0.8=4.8cmとなります。

答: 4.8cm

以上


解答例2

角さん、ねこやんさん、萬田銀次郎さん、中村明海さん、ふじさきたつみさん、あんみつさん、トトロ@Nさん、 他

頂点Aから辺BD、BCおよびCDに下ろした垂線の足をH、H'、H''とします。

参考図2

∠H'、∠C、∠H''とも直角だから、∠Aも直角になります。
従って、四角形AH'CH''は長方形になります。

また、∠ACH'=∠ACH''=45°より、長方形AH'CH''は、正方形となります。

さて、ABを軸に△ABH'を、ADを軸に△ADH''を折り返します。

すると、∠DBH'+∠DAH''=∠A−∠DBA=45°=∠DBA、
従って、辺AH'と辺AH''は重なります。

また、AH'=AH''(正方形だから)より、頂点H'とH''も一致します。

ところが、∠H'=∠H''=直角だから、この一致する点は辺BD上にあり、
辺AH'と辺BDが直交することから、この点はHと一致することとなります。

従って、
 正方形の面積=△ABD×2+△BCD=8×2+2=18cm2。

よって、対角線の長さAC=6cmとなります。

以下、解答例1と同様にして、AE=AC×4/5=6×0.8=4.8cmとなります。


(その他の解法)