平面図形の問題
正五角形 ABCDE があり、頂点は A, B, C, D, E の順に並んでいます。対角線 AC と対角線 BD が交わる点を P とします。角 APB の大きさは何度ですか。
この問題で使うもの
ヒント
行き詰まったら、上から順に 1 つずつ開いてください。
ヒント 1
まず正五角形の 1 つの内角の大きさを求めましょう。
ヒント 2
三角形 ABC と三角形 BCD は、どちらも正五角形の 2 辺をはさむ二等辺三角形です。底角の大きさを求めましょう。
ヒント 3
角 BCA と角 CBD はどちらも 度です。三角形 PBC の角 BPC を求め、一直線の角 度から考えます。
答えと解説
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解説を読む
五角形の内角の和は、五角形が対角線で 3 つの三角形に分けられることから
です。正五角形の 1 つの内角は
です。
三角形 ABC は BA と BC の長さが等しい二等辺三角形で、角 ABC は 度なので、
です。
同じように、三角形 BCD は CB と CD の長さが等しい二等辺三角形で、角 BCD は 度なので、
です。
三角形 PBC で、角 PBC 度、角 PCB 度なので、
です。
点 A, P, C は一直線上にあるので、
です。
答え: 度
別解
正五角形の 1 つの内角は 度です。三角形 ABC は AB = BC の二等辺三角形で、頂角 ABC が 108 度なので、角 BAC 度です。同じように、三角形 BCD は BC = CD の二等辺三角形で、角 CBD 度です。角 ABD は 度です。
三角形 ABP の内角の和は 180 度なので、角 APB 度です。
確かめ: 角 APB は三角形 PBC の外角と考えることもできる。三角形 PBC で角 PBC 度、角 PCB 度なので、角 BPC 度 ではなく、角 BPC 度。角 APB と角 BPC は直線 AC 上で並ぶので 度とも考えられるが、角 BPC は 72 度ではなく 108 度。三角形 PBC: 角 PBC = 36、角 PCB = 角 BCA = 36 度(BCA は三角形 ABC の底角)、よって角 BPC 度。角 APB は角 BPC の補角で 度。一致します。