第28問の解答


1.問題

図1
問題図1
図2
問題図2
直径1cmの硬貨があります。

(問1)この硬貨4枚を重ならないようにして正三角形の枠に収まるように配置します。
    正三角形の一辺を出来るだけ小さくしたいのですが、最小で何cmになるでしょうか?  

(問2)正方形の枠に硬貨3枚を重ならないように配置する場合は、正方形の一辺は最小値何cm?

(注)答は、少数以下2桁まで求めて下さい。


2.解答例1

(問1)

参考図1

上図(1)のように、真ん中に各辺と接しない硬貨がある場合が最も正三角形を小さくできます。
このとき、硬貨の半径をr、求める正三角形の1辺の長さをaとすると、
△BC0Hは、1辺の長さが2rの正三角形のちょうど半分になるので、
 BH=C0H×√3=2r√3

よって、a=2BH=4r√3=2×1.732=3.46cmとなります。

(問2)

参考図2

3つの硬貨が接する形で、上図(1)の場合から反時計回りに回転していき、ちょうど対角線ACに関して対象となる(2)の場合が最も正方形の1辺の長さaを小さくできます。

このとき、
 a=2r(1+cos(15°))
  =1+(√6+√2)/4
  =1.97cm
となります。

 

答:(問1)3.46cm(問2)1.97cm

以上