第91問の解答


問題空間図形]

問題図

図は1辺が6cm立方体ABCD-EFGH平面PQRSTUで切断したものです。
APDUFR4cmとなるように切断したとき、GT何cmになりますか?


解答例1[相似,、延長、延長して相似 、STの傾きに着目]

Knightさん、川村 高雅さん、ぺんこさん、こえだ§さん、浜直君さん、 長野 美光さん、みかんさん、ペンギンさん、 きょろ文さん、モトヤさん、ほげさん、mhayashiさん、吉田貴法さん、  光希魔宇数(ミッキーマウス?)さん、HAJIさん、パリンさん、川村朗さん、neoさん、他 多数

UPQRST交点IJKとします。

参考図1

これらは同一平面上にあるため、B、A、IB、F、JおよびB、C、Kは、それぞれ一直線上に並んでいます。

まず、△UDP△IAP相似相似比DPAP=1:2より、
 IAUD×2=8cm

次に、△KUC△PIA相似相似比UCIA=1:4より、
 KCPA×1/4=1cm

また、△IBJ△RFJ相似相似比IBRF=7:2より、
 BFFJ=5:2、
よって、
 FJBF×2/5=2.4cm

そして、△KCT△KBJ相似相似比KCKB=1:7より、
 CTBJ×1/7=1.2cm

よって、
 GTCGCT4.8cm
と求まります。

なお、PQRSTU交点を求めても同様に求まります。

答 4.8cm

以上


解答例2 [方程式で、座標]

 世之介さん、信三さん、tomhさん、 kasamaさん、ハラギャーテイさん、  

E原点として、EFx軸EHy軸、およびEAz軸とします。

参考図2

平面の方程式を、ax+by+cz=1とすると、3点R(2,0,0)、P(0,4,6)、U(4,6,6)を通るので、
 2a=1
 4b+6c=1
 4a+6b+6c=1
が成り立つ。

これを解いて、a=1/2、b=−1、c=5/6を得る。
平面はT(6,6,z)も通るので、 1/2×6−1×6+5/6×z=1より、
 =24/5=4.8cm
と求まります。