技能一覧 › 中学数学 相似と三平方の定理

平行線と線分の比

三角形や台形の中にひいた平行線について、 などの比を使い、台形 で辺に平行な線分 の長さなどを求められる

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算数中学高校大学大学院

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説明

三角形の1辺に平行な直線が他の2辺と交わると、その2辺が同じ比に分けられます。この性質(平行線と線分の比)を使って、三角形や台形の中にひいた平行線の長さや、辺を分ける比を求められるようになります。台形 で、上底・下底に平行な線分 の長さを求める問題が代表例です。

なぜそうしてよいのか

三角形 の辺 上に点 、辺 上に点 があり、 だとします。平行線の同位角から 、また は共通なので、2組の角がそれぞれ等しく です。よって

たとえば なら で、残りの部分は 、 の割合なので、 となります。つまり、平行線は2辺を同じ比に分けます。

ただし、 と等しいのは (全体との比)であって、 ではありません。この区別が大切です。

台形では、平行な2辺(上底と下底)の間に引いた平行線 をそのまま扱えないので、対角線を1本引いて2つの三角形に分けます。それぞれの三角形で上の性質を使い、 を2つの部分の和として求めます。

手順

  1. 平行な線を確認し、その平行線を1辺にもつ三角形を見つける。台形なら対角線を1本引いて2つの三角形に分ける

  2. それぞれの三角形で、頂点から平行線までの部分と全体の比(例: )を求める

  3. 辺を分ける比なら 、平行線の長さなら を使って、長さを求める

  4. 台形の場合は、2つの三角形で求めた部分の長さをたして答える

例題

の台形 で、、 である。辺 上に点 を となるようにとり、 を通り に平行な直線が辺 と交わる点を とする。線分 の長さを求めよ。

例題の解答

手順1: 対角線 を引き、 との交点を とする。 なので三角形 で、 なので三角形 で考える。

手順2: 三角形 で 、 なので 。また辺 も同じ比に分けられ、、よって 。

手順3: 三角形 で より 。三角形 で なので より 。

手順4: 。

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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