平面図形の問題
台形 ABCD があり、頂点は A, B, C, D の順に並んでいて、辺 AD と辺 BC が平行です。AD の長さは cm、BC の長さは cm です。対角線 AC と対角線 BD が交わる点を O とします。三角形 OBC の面積が のとき、三角形 OAD の面積は何 cm² ですか。
この問題で使うもの
- 相似な三角形と長さの比(説明と入口の問題)
- 相似な図形の面積の比(説明と入口の問題)
この問題を解けるようになるまで(14 技能)
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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
AD と BC が平行であることから、三角形 OAD と三角形 OCB の角をくらべて、どんな関係にある三角形か考えましょう。
ヒント 2
三角形 OAD と三角形 OCB は相似で、相似比は AD : CB で求められます。面積の比は、相似比をそれぞれ 2 回かけたものの比になります。
ヒント 3
相似比は なので、面積の比は です。三角形 OBC の面積 が比の にあたります。
答えと解説
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解説を読む
AD と BC は平行なので、角 OAD と角 OCB はさっ角で等しく、角 ODA と角 OBC もさっ角で等しくなります。したがって、三角形 OAD と三角形 OCB は形が同じ(相似)な三角形です。
対応する辺 AD と CB の長さの比は
なので、三角形 OAD と三角形 OCB の相似比は です。
相似な図形では、面積の比は相似比をそれぞれ 2 回かけたものの比になるので、
です。
三角形 OBC の面積は なので、比の 1 にあたる面積は です。よって、三角形 OAD の面積は
です。
別解
AD と BC は平行なので、三角形 OAD と三角形 OBC は形が同じ(相似)で、相似比は AD : BC = 4 : 10 = 2 : 5 です。
相似な図形の面積の比は、相似比を2回かけた比なので、面積の比は (2×2) : (5×5) = 4 : 25。
三角形 OBC の面積が 50 cm² のとき、三角形 OAD の面積は 50 × 4 ÷ 25 = 8 (cm²)。
検算: AO : OC = 2 : 5 なので、三角形 OAD と OCD の面積比も 2 : 5。三角形 OBC = 50 のとき三角形 OAB も同じ 50 ではなく、OB : OD = 5 : 2 から三角形 OBC : 三角形 OCD = 5 : 2、よって三角形 OCD = 20。三角形 OAD : OCD = 2 : 5 より OAD = 20 × 2 ÷ 5 = 8 で一致する。