図形 3 線分比・面積比 (略解)
香川県立高校 (R4年) ★★★ 京都府立高校 (R5年) ★
 円があり,異なる3点A,B,Cは円周上の点で,△ABCは正三角形である。辺BC上に2点B,Cと異なる点Dをとり,2点A,Dを通る直線と円との交点のうち,点Aと異なる点をEとする。また,点Bと点Eを結ぶ。
 AB=4cm,BD:DC=3:1であるとき,△BDEの面積は何cm2か。


【解】AからBCに垂線をおろす
 AH=2√3,HD=1で,AD=√13
△BDE∽△ADC(相似比3:√13)より,
 △BDE:△ADC=32:(√13)2=9:13
△BDE=△ADC=×(×1×2√3)=9√3/13cm2
 AB//EC,AC//DB,DE//BCである。また,線分DEと線分AB,ACとの交点をそれぞれF,Gとすると,AF:FB=2:3であった。BC=10cmのとき,線分DEの長さを求めよ。

【解】
△AFG∽△ABC(相似比2:5)より,
  FG:10=2:5で, FG=4cm
DBCGとFBCEで,DG=FE=10cm
 DE=10+10−4=16cm
 
筑波大附属坂戸高校 (R4年) ★ 筑波大附属駒場高校 (R5年) ★★★
 ADとBCが平行でAD:BC=2:5の台形ABCDがあります。辺AB上に,AE:EB =1:2となる点Eをとり,点Eを通って辺BCに平行な直線を引き,辺CDとの交点をFとします。EF=6cmのとき,BCの長さを答えなさい。

【解】(右上図参照)
△ABHで,EG:BH=1:3より,
 EF:BC=3:5=6:BCで,BC=5×6÷3=10cm
 AB=16cm,BC=(8+6√2)cm,AC=2√2cmの△ABCがあります。
 BD=(8+4√2)cm,BE=(√2+1)cm,CF=(√2+1)cm,CG=(√2−1)cmです。

 △ABCの面積をScm2として

(1) △ADGの面積を,Sを用いて表しなさい。
【解】
△ADG=S× AG × AD =S× 2+1 × 8−4√2 1 S
AC AB 2√2 16 8

(2) △DEGの面積を,Sを用いて表しなさい。
【解】
△CEG=S× CG × CE =S× 2−1 × 7+5√2 1 S
CA CB 2√2 8+5√2 8
△BDE=S× BD × BE =S× 8+4√2 × 2+1 1 S
BA BC 16
8+6√2 8
 よって, △DEG=S−S×3=S

(3) 線分FGの長さを求めなさい。
【解】
CF 2+1 2−1 CG で,GF//AB
CB 8+6√2 2√2 CA
 よって, FG=AB× CG =16× 2−1 8−4√2
CA 2√2
日大第三高校 (R4年) ★★★
 △ABCにおいて,点D,Eをそれぞれ辺AB,AC上にAD:DB=AE:EC=1:3となるようにとり,DE=2cmとする。また,線分BEと線分CDの交点をFとするとき,

(1) 辺BCの長さを求めなさい。
【解】△ADE∽△ABCより,
 DE:BC=2:BC=1:4で, BC=2×4=8cm

(2) BF:FEの比を最も簡単な整数の比で。
【解】△FBC∽△FEDで,(1)より,
 BF:FE=BC:ED=4:1

(3) △BCFの面積は,△ADEの面積の何倍か。
【解】△ADE:△ABC=1:16より,
  DBCE=15△ADE
 △BCF:DBCE=16:25だから,
  △BCF=DCBE=×15△ADEで, 48/5倍  

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