第404問の解答


問題[平面図形]

問題図

左図のような四角形AETPがあります。

いま、B、C、D辺AE4等分する点、Q、R、S辺PT4等分する点です。このとき、△PAF5cm2四角形QFBG16cm2四角形SHDI24cm2△TIE15cm2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
からAEに下ろした垂線の高さh1h2h3h4h5とし、ABとおきます。

参考図1

題意より、BCCDDEで、またh1h2h3h4h5等差数列になります。

従って、
 △QAB△PAB=1/2××(h2h1
 △RBC△QBC=1/2××(h3h2
となり、h2h1h3h2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××(h4h3
 △TDE△SDE=1/2××(h5h4
となり、h4h3h5h4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。

参考図2

△PAB=1/2××h1 ・・・ (1)
△QAC
=1/2×2a×h2 ・・・ (2)
△RBD
=1/2×2a×h3 ・・・ (3)
△SCE=1/2×2a×h4 ・・・ (4)
△TDE=1/2××h5 ・・・ (5)

(1)+(3)+(5)より、
 △PAB△RBD△TDE=1/2××(h1+2h3h5

h1h2h3h4h5等差数列より、h1h5=2h3より、
 △PAB△RBD△TDE=2×h3
従って、
 △PAF
四角形RGCH△TIE+(△FAB△GBC△HCD△IDE)=2×h3 ・・・ (6)

(2)+(4)より、
 △QAC△SCE=1/2×2×(h2h4

h2h4=2h3より、
 △QAC△SCE=2×h3
従って、
 四角形QFBG四角形SHDI+(△FAB△GBC△HCD△IDE)=2×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
1624−(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。

参考図3