第81問の解答


1.問題 [平面図形]

問題図
左図のような半径9cmの円盤と、一番長い辺の長さが18cmの三角定規を用意します。これを最初左図のように配置し、三角定規を毎秒1cmの速さで半円盤の後ろをまっすぐに通過させ、半円盤にさえぎられることなく見える部分の面積変化を調べます。

動かし始めて9秒後の面積をS9、18秒後の面積をS18とするときS9はS18の何倍になりますか?


2.解答例1:(Tak'SAkaiさん、popopoさん、イデムリンさん、大岡敏幸さん、DrKさん他)

  9秒後は三角定規の頂点Cが円の中心Oの位置に、18秒後はBがOの位置に来ます。

9秒後
参考図1
18秒後
参考図2

題意より∠ABC=60度、∠ACB=90度が分かります。
まず、S18=△ABC−中心角60度の扇形となります。

次に18秒後のとき辺ABと円周の交点をDとすると、△CDBは、CB=CDより2等辺三角形となります。
従って∠ABC=60度より△CDBは正三角形と分かります。
よってDB=BC=9cmとなり、AD=AB−DB=18cm−9cm=DB。

以上から、△ADC=△ABC×1/2。
よって、S9=△ADC−中心角30度の扇形
      =△ABC×1/2−中心角60度の扇形×1/2
      =S18×1/2。

答:1/2倍

以上