第435問の解答


問題[平面図形]

問題図 左図のような、面積が100cm2の△ABCがあります。

いま、辺AB上に点Dを、辺BC上に点Eを、辺CA上に点Fを、
それぞれ、AD:DB=BE:EC=4:1、CF:FA=3:2と
なるようにとります。
また、線分AE、BF、CDの中点(真ん中の点)をそれぞれP、Q、Rとします。

このとき、△PQRの面積を求めてください。


解答例1

JILINさん、uchinyanさん、y.kobayashiさん、あさみかずみさん、中畑参上さん、N.Nishiさん、他

△ABCを図1のように7つの三角形に分割して考えます。

参考図1−0

このうち、1辺が△ABCと共通な3個については、面積が簡単に求まります。

  • △ABQ=△ABF×1/2=△ABC×2/5×1/2=20cm2

  • △BCR=△BCD×1/2=△ABC×1/5×1/2=10cm2

  • △CAP=△CAE×1/2=△ABC×1/5×1/2=10cm2

残りの3個は、メネラウスの定理を利用します。

参考図1

  • △FBCと直線AEに関してメネラウスの定理より、(図2−1)
     FS/SB・BE/EC・CA/AF=1、FS/SB・4/1・5/2=1、
    FQ=QBより、
     FS
    :SB=1:10、FS:SQ:QB=2:9:11
    従って、(図2−2)
     △AQP=△AQE
    ×1/2=(△ABE×9/20)×1/2=(△ABC×4/5)×9/20×1/2=18cm2
     

  • △ABEと直線DCに関してメネラウスの定理より、(図3−1)
     AB/BD・BC/CE・C F/FA=1、5/1・DT/TC・3/2=1、
    DR=RCより、
     DT
    :TC=2:15、DT:TR:RC=4: 13:17
    従って、(図3−2)
     △BRQ=△BRF
    ×1/2=(△BCF×13/30)×1/2=(△ABC×3/5)×13/30×1/2=13cm2
     

  • △ADCと直線FBに関してメネラウスの定理より、(図 4−1)
     AD/DB・BC/CE・EU/UA=1、 4/1・5/1・EU/UA=1、
    EP=PAより、
     EU
    :UA=1:20、EU:UP:PA=2: 19:21
    従って、(図4−2)
     △CPR=△CPD
    ×1/2=(△CAD×19/40)×1/2=(△ABC×4/5)×19/40×1/2=19cm2
     

よって、
 PQR=100−(20+10+10)−(18+13+19)=10cm2 
と求まります。

答: 10cm2

以上


解答例2

CRYING DOLPHINさん、エルクさん、uchinyanさん、他

辺ABの中点をG、辺BCの中点をM、辺CAの中点をNとします。

参考図2

中点連結定理より、
 GNはBCと平行で、GN=BC×1/2
 MGはCAと平行で、MG=CA×1/2
 NMはABと平行で、NM=AB×1/2
よって、
 △GMN=△ABC×1/4=25cm2
 
また、
 GN
はBCと平行より、GP:PN=BE:EC=4:1
 MG
はCAと平行より、MQ:QG=CN:NA=3:2
 NM
はABと平行より、NR:RM=AG:GB=4:1

従って、
 △GQP=△GMN×4/5×2/5=8cm2
 
△MRQ
=△GMN×3/5×1/5=3cm2
 
△NPR
=△GMN×4/5×2/5=4cm2

よって、
 △PQR=25−(8+3+4)=10cm2 
と求まります。


(その他の解法)