第404問の解答
問題[平面図形]
左図のような四角形AETPがあります。
いま、B、C、Dは辺AEを4等分する点、Q、R、Sは辺PTを4等分する点です。このとき、△PAF=5cm2、四角形QFBG=16cm2、四角形SHDI=24cm2、△TIE=15cm2となりました。
では、四角形RGCHの面積は何cm2でしょうか。
解答例1
水田Xさん、小西孝一さん、他 多数
P、Q、R、SからAEに下ろした垂線の高さをh1、h2、h3、h4、h5とし、a=ABとおきます。
題意より、BC=CD=DE=aで、またh1、h2、h3、h4、h5は等差数列になります。
従って、
△QAB−△PAB=1/2×a×(h2−h1)
△RBC−△QBC=1/2×a×(h3−h2)
となり、h2−h1=h3−h2より、
△QAB−△PAB=△RBC−△QBC
よって、
△RGC−△QBG=△QFB−△PAF
△RGC=△QBG+△QFB−△PAF=四角形QFBG−△PAF=16−5=11cm2。また、
△SCD−△RCD=1/2×a×(h4−h3)
△TDE−△SDE=1/2×a×(h5−h4)
となり、h4−h3=h5−h4より、
△SCD−△RCD=△TDE−△SDE
よって、
△SHD−△RCH=△TIE−△SDI
△RCH=△SHD+△SDI−△TIE=四角形SHDI−△TIE=24−15=9cm2。従って、
四角形RGCH=△RGC+△RCH=11+9=20cm2
と求まります。答: 20cm2
以上
解答例2
kuri、他
下図の記号は、解答例1と同じです。
△PAB=1/2×a×h1 ・・・ (1)
△QAC=1/2×2a×h2 ・・・ (2)
△RBD=1/2×2a×h3 ・・・ (3)
△SCE=1/2×2a×h4 ・・・ (4)
△TDE=1/2×a×h5 ・・・ (5)(1)+(3)+(5)より、
△PAB+△RBD+△TDE=1/2×a×(h1+2h3+h5)h1、h2、h3、h4、h5は等差数列より、h1+h5=2h3より、
△PAB+△RBD+△TDE=2a×h3
従って、
△PAF+四角形RGCH+△TIE+(△FAB+△GBC+△HCD+△IDE)=2a×h3 ・・・ (6)(2)+(4)より、
△QAC+△SCE=1/2×2a×(h2+h4)h2+h4=2h3より、
△QAC+△SCE=2a×h3
従って、
四角形QFBG+四角形SHDI+(△FAB+△GBC+△HCD+△IDE)=2a×h3 ・・・ (7)(6)、(7)より、
△PAF+四角形RGCH+△TIE=四角形QFBG+四角形SHDI
よって、
四角形RGCH
=四角形QFBG+四角形SHDI−(△PAF+△TIE)
=16+24−(5+15)
=20cm2
と求まります。
(参考)本問では、下図のように2通りのタイプの図形が存在します。