三角形 ABC の面積は 72 cm² です。辺 AB の上に点 D を、AD : DB = 1 : 2 となるようにとります。点 D を通って辺 BC に平行な直線をひき、辺 AC と交わる点を E とします。
三角形 ADE の面積は何 cm² ですか。
相似な図形の面積の比が辺の比を 2 回かけた比(相似比 なら面積比 )になることや、高さの等しい三角形の面積の比と組み合わせて、図形の一部分の面積を求められる
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形が同じで大きさだけがちがう図形(相似な図形)では、面積の比は、相似比のそれぞれの数を 2 回かけた比になります。たとえば相似比が 2 : 3 なら、面積の比は です。これを使うと、三角形の中に辺と平行な線をひいてできた小さい三角形や台形の面積を、全体の面積から求められます。高さの等しい三角形の面積の比と組み合わせると、図形のいろいろな部分の面積が求められるようになります。
三角形 ABC で、辺 AB 上の点 D を通り BC に平行な線をひき、AC と交わる点を E とします。三角形 ADE と三角形 ABC はピラミッド型の相似で、たとえば AD : AB = 2 : 3 なら AE : AC = 2 : 3 です。
ここで、三角形 ABE をあいだにはさんで比べてみます。三角形 ADE と三角形 ABE は、底辺を AD と AB と見ると、どちらも頂点が E で高さが等しいので、面積の比は AD : AB = 2 : 3 です。つまり三角形 ADE は三角形 ABE の です。次に、三角形 ABE と三角形 ABC は、底辺を AE と AC と見ると、どちらも頂点が B で高さが等しいので、三角形 ABE は三角形 ABC の です。
したがって三角形 ADE は三角形 ABC の になり、面積の比は です。直観的には、「横の長さも 、高さも 」に縮むので、面積は を 2 回かけた分になる、と考えることもできます。相似比が 1 回しかかからないのではなく、2 回かかることがいちばん大事な点です。
平行線などから、相似な図形の組(ピラミッド型・砂時計型)を見つける
対応する辺の長さから相似比を求め、できるだけ簡単な比にする(例: 2 : 3)
相似比のそれぞれの数を 2 回かけて、面積の比を求める(例: )
わかっている面積を、面積の比で何倍・何分のいくつにすればよいかを考え、求めたい図形の面積を出す(台形などは、大きい三角形から小さい三角形をひいて求める)
三角形 ABC の面積は 72 cm² です。辺 AB 上に点 D を、AD : DB = 2 : 1 となるようにとります。D を通り辺 BC に平行な直線が辺 AC と交わる点を E とします。四角形 DBCE の面積は何 cm² ですか。
手順 1: DE と BC が平行なので、三角形 ADE と三角形 ABC はピラミッド型の相似です。
手順 2: AD : DB = 2 : 1 なので、AD : AB = 2 : (2 + 1) = 2 : 3 です。これが相似比です。
手順 3: 面積の比は です。
手順 4: 三角形 ADE の面積は (cm²) です。四角形 DBCE は三角形 ABC から三角形 ADE を取りのぞいた部分なので、面積は (cm²) です。
答え:
面積の比を相似比のまま 2 : 3 としてしまう誤り(例: 三角形 ADE を とする)。正しくは面積の比は で、
相似比を AD : DB = 2 : 1 のまま使ってしまう誤り。対応する辺は AD と AB なので、正しくは相似比は AD : AB = 2 : 3
四角形 DBCE の面積を、三角形 ADE と同じように (cm²) としてしまう誤り。4 : 9 は三角形 ADE と三角形 ABC の面積の比なので、正しくは三角形 ABC を 9 とすると台形 DBCE は にあたり、 (cm²)
相似でない図形どうしに 2 回かける比を使ってしまう誤り。たとえば同じ頂点をもち高さが等しい 2 つの三角形で底辺の比が 2 : 3 のとき、面積の比を とするのは誤りで、正しくは底辺の比そのままの 2 : 3(2 回かけない)
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。
三角形 ABC があり、その面積は です。辺 AB 上に点 D を、AD の長さが cm、DB の長さが cm となるようにとります。点 D を通り辺 BC に平行な直線が辺 AC と交わる点を E とします。四角形 DBCE の面積は何 ですか。
の面積は である。辺 上に となる点 をとり、点 を通り辺 に平行な直線と辺 との交点を とする。このとき、四角形 の面積は何 か求めよ。
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。
相似な つの円柱 、 があり、 と の表面積の比は である。円柱 の体積が のとき、円柱 の体積は何 か求めよ。ただし、円周率は とする。
三角形 ABC の面積は です。辺 AB 上に点 D を、AD の長さと DB の長さの比が となるようにとります。点 D を通り辺 BC に平行な直線が辺 AC と交わる点を E とします。四角形 DBCE の面積は何 ですか。
底面が 辺 の正方形で、高さが の正四角錐がある。この正四角錐を底面に平行な平面で切り、頂点を含む小さい正四角錐と、残りの立体(四角錐台)の つに分けたところ、小さい正四角錐と四角錐台の体積の比が になった。このとき、四角錐台の側面積(側面の つの台形の面積の和)は何 か求めよ。