図形 7 円と四角形 (略解)
日大習志野高校 (R4年) ★★ 神奈川県立高校 (R4年) ★★★
 四角形ABCDがACを直径とする半径5cmの円Oに内接している。
 AB=5cm,CD=2√5cmのとき,∠ADB=[  ]度,BD=√ (   )cmである。

【解】△ABCで,
∠B=90°,AB=5,AC=10より
 ∠ACB=30°だから,
  ∠ADB=∠ACB=30
△ACDで,AD=√102−(2√5)2=4√5
△ABDで,垂線AHを下ろすと,
 AH=2√5,DH=2√15,BH=√5
BD=√5+2√155(1+2√3)cm
 線分ABは円Oの直径であり,2点C,Dは円Oの周上の点である。
 また,点Eは線分AC上の点で,BC‖DEであり,点Fは線分ABと線分DEとの交点である。
 AE=2cm,CE=1cm,DE=3cmのとき,三角形BDFの面積は[  ]cm2である。

【解】垂線BHをおろすと,BH=1
△AED∽△BHD(2角相等)で,DH=, EH=
△AEF∽△BHF(相似比2:1)
 FH=xとすると,EF:HF=(x):x=2:1
 これを解いて, x
△BDF=()×1=13/18cm2
東大寺学園高校 (R5年) ★★★ ラ・サール高校 (R4年) ★★★
 図のように,点Oを中心とする円0の周上に4点A,B,C,Dがあり,AB=BC=6,CD=10,DA=4を満たしている。

(1) △ABDの面積と△BCDの面積の比を最も簡単な整数の比で表せ。
【解】DBは∠KDCの二等分線
BK=BHより,△ABD:△BCD=AD:CD=2:5
(2) 線分CD上にCE=6となる点Eをとるとき,△BEDの面積を求めよ。
【解】△ABD≡△EBDで,BE=6
△BCEは1辺6の正三角形で,BH=3√3
 △BED=×4×3√36√3
(3) 線分BDの長さを求めよ。
【解】△BHDで
BD=√(3√3)2+722√19
(4) 円0の半径を求めよ。
【解】△BDFの内角は,30,60,90°
直径BF=BD× 2 =2√19× 2 4√57 で,半径は 2√57
3 3 3 3
 円に内接する四角形ABCDはAB=3,BC=CD,DA=5,∠BCD=60°を満たしている。

(1) 対角線AC,BDの長さ
【解】
正△ABFに垂線DHをとると,
 △BDHで, BD=√{(+5)2+(3)2}=7
△ABC≡△FBDより, AC=FD=3+5=8
(2) ACとBDの交点をEとして,
   線分の長さの比AE:EC
【解】
△AED∽△FBD(相似比5:8)より,
 AE=3×で,EC=8−
よって, AE:EC=:15:49
[参考]トレミーの定理
 AB×CD+AD×BC=AC×BD
 (左×右+上×下=対角線どうし)
上の(1)では
 3×7+5×7=8×7 が成り立つ
函館ラ・サール高校 (R6年) ★★ (2) DCの長さを求めなさい。
【解】AB‖DCより,ABCDは円に内接の等脚台形
△ABD∽△ADE(比:)より,AE=AD=
DC=AB−2AE=×2=cm

(3) 右の図は,台形ABCDとその台形に外接している円の一部である。図の斜線部分を直線ABを軸に1回転してできる回転体の体積を 求めなさい。
【解】回転体=球−左右の円錐−中央の円柱
 =π×()3×(3)2π××2−(3)2π×
 =500/81π−125/108π−125/36π125/81π
 AB=p,AD=p,BD=3pである台形ABCD(AB‖DC)がある。この台形が円に内接している。

(1) ∠ADBの大きさを求めなさい。
【解】△ABDで,
AD2+BD2=()2+ (3)2(1+3)=100/9…ア
AB2= ()2=100/9 …イ
ア=イより, AD2+BD2= AB2で,∠ADB=90°
                 (右へつづく→)

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