第388問の解答
問題[平面図形]
左図で、△AOBはAO=BO=4cmの二等辺三角形、△XOYは△AOBと相似な二等辺三角形で、XO=YO=3cmとなっています。
また、∠XOA=90度です。いま、直線AXと直線YBの交点をPとします。
このとき、PXの長さとPBの長さの差(PX−PB)は何cmでしょうか。
解答例1
hiroさん、takaisaさん、とまぴょんさん、なかさん、きょろ文さん、 他
点OからPA、およびPYに下ろした垂線の足をH、およびGとします。
∠BOY=∠XOY−∠XOB=∠AOB−∠XOB=∠XOA=90度。
従って、△XOAと△YOBは合同な辺の長さが3:4:5の直角三角形となります。
よって、OH=OG。すると、△POHと△POGは、斜辺と残る1辺が等しい直角三角形なので合同。
よって、∠OPA=∠OPYとなります。従って、直線POを軸にして、△POYを折り返したものを△POY’とすると、
Y’は直線PA上に位置します。すると、OY’=OYより、△OXHと△OY’Hは、合同で△XOAと相似。
従って、XH=Y’H=3×3/5=1.8cm。XA=5cmだから、Y’A=XA−(XH+Y’H)=1.4cm。
PX=PY’−XY’、PB=PY−BYより、
PX−PB=(PY’−XY’)−(PY−BY)
=(PY’−PY)−(XY’−BY)
=BY−XY’
=XA−XY’
=Y’A
=1.4cm
と求まります。答: 1 .4cm
以上
解答例2
CRYING DOLPHINさん、他
∠OPA=∠OPYまでは、解答例1と同じ。
POを軸にして、PBを折り返したものをPB’とします。
すると、PB=PB’より、PX−PB=B’Xとなります。従って、OB’=OB=OAより、△OAB’は二等辺三角形。
よって、AH=B’H=4×4/5=3.2cm。従って、B’X=B’A−XA=6.4−5=1.4cm。
よって、PX−PB=1.4cmとなります。
(参考)
いちたすにはさん、 他
本問では、線分ABがAXより下にあるときを想定しています。
その他の場合も含めて、PX−PBの値がどうなるか調べてみましょう。
(1)線分ABがAXより下にあるとき(本問の場合)
PX−PB=1.4cm
(2)線分ABがAXと重なるとき
ちょうど、P=Bになります。
PX=BX=AB−AX=1.4cm
PB=0よって、
PX−PB=1.4cm(3)線分ABがAXより上にあり、PがAXの延長上に あるとき
本問同様∠OPA=∠OPYとなります。
POを軸にXを折り返したものをX’とすると、X’はPY上にあります。よって、
PX+PB=PX’+PB
=BX’=BY−X’Y
=5−3.6=1.4cmPX−PB=(1.4−PB)−PB=1.4−2×PB<1.4
PX−PB=PX−(1.4−PX)=2×PX−1.4<−1.4よって、
−1.4cm<PX−PB<1.4cm(4)線分ABがAXより上にあり、PがXと一致するとき
PX=0cm
PB=BY−XY=5−3.6=1.4cmよって、
PX−PB=−1.4cm(5)線分ABがAXより上にあり、PがAXの間にあるとき
POを軸にXを折り返したものをX’とすると、
PX−PB=PX’−PB
=−BX’=BY−X’Y
=5−3.6=1.4cm
(その他の解法)
- P=Bなど特殊な形の時に限定して解く ・・・ みかんさん、あ〜く@旧Nさん、貞松 篤さん、もありす55さん、はなうさん、kasamaさん、トトロ@Nさん、とまぴょんさん、M.Hossieさん、ちこりんさん、HIRCさん、他 多数