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高さが等しい三角形の面積の比

高さが等しい三角形の面積の比が底辺の長さの比になることを使って、辺上の点で分けられた三角形の面積を求められる

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算数中学高校大学大学院

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説明

高さが等しい 2 つの三角形では、面積の比が底辺の長さの比と同じになる、という性質を使って面積を求める方法です。三角形の 1 つの辺の上に点をとって 2 つの三角形に分けたとき、辺が分けられた長さの比から、それぞれの三角形の面積がわかります。高さがわからなくても面積が求められるので、図形の面積の問題でとてもよく使います。

なぜそうしてよいのか

三角形 ABC の辺 BC の上に点 D をとり、A と D を結ぶと、三角形 ABD と三角形 ADC に分かれます。この 2 つの三角形は、底辺をそれぞれ BD、DC とすると、どちらも頂点が A で、底辺が同じ直線 BC の上にあります。だから高さはどちらも「A から直線 BC までの垂直なきょり」で、等しくなります。

三角形の面積は 底辺 × 高さ ÷ 2 です。高さが同じなので、2 つの面積のちがいは底辺の長さのちがいだけで決まります。たとえば高さを 8 cm として、BD = 3 cm、DC = 5 cm なら、面積は cm² と cm² で、比は となり、底辺の比 と同じです。高さがほかの長さでも、両方に同じ数をかけて同じ数でわっているだけなので、比は変わりません。

したがって、三角形 ABD と三角形 ADC の面積の比は BD : DC になり、全体の三角形 ABC の面積をこの比で比例配分すれば、それぞれの面積が求められます。

手順

  1. 分けられた 2 つの三角形が、同じ頂点をもち、底辺が同じ直線の上にあること(高さが等しいこと)を確かめる。

  2. 底辺の長さの比を求める(長さが書かれていれば、いちばん簡単な整数の比になおす)。

  3. 2 つの三角形の面積の比は、底辺の比と等しいと考える。

  4. 全体の面積を、比の和でわって比の 1 にあたる面積を求め、求めたい三角形の比の数をかける(比例配分)。

  5. 求めた 2 つの面積の和が全体の面積になるか確かめる。

例題

三角形 ABC の面積は 40 cm² です。辺 BC の上に点 D があり、BD の長さと DC の長さの比は 3 : 5 です。三角形 ABD の面積は何 cm² ですか。

例題の解答

手順 1: 三角形 ABD と三角形 ADC は、どちらも頂点が A で、底辺 BD と DC が同じ直線 BC の上にあるので、高さが等しいです。

手順 2: 底辺の比は BD : DC = 3 : 5 です。

手順 3: 面積の比も 三角形 ABD : 三角形 ADC = 3 : 5 です。

手順 4: 2 つを合わせると三角形 ABC で、比の和は です。比の 1 にあたる面積は cm² なので、三角形 ABD の面積は

で 15 cm² です。

手順 5: 三角形 ADC は cm² で、 cm² となり、全体の面積と合っています。

答えは 15 cm² です。

答え:

よくある誤り

この説明は AI が書き、別の AI が例題を独立に解いて答えを確かめ、説明を一歩ずつ査読しました。

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