図形 11 正三角形 (略解)
福島県立高校 (R4年) ★★ 滋賀県立膳所高校 (R5年) ★★
【解】(右上図参照)
図1より,
x=180−(34+60)
 =180−94=86°
[別解]
図2より,△ABCを26°回転させると考えて,
 ∠x=60+26=86°
和 PD+PE+PF が一定はある

【解】右上図参照
△ABC=×62
  =△PAB+△PBC+△PCA
 9√3(6x+6y+6z)
 9√3=3(xyz)で, xyz3√3(一定)
城北高校 (R5年) ★ 城北高校 (R5年) ★★
 正方形ABCDの内部に正三角形を作る。∠AEFの大きさを求めよ。

【解】△BCEは二等辺三角形
x=(180−30)÷2=75°
 ∠AEF=180−(60+75)=45°
 長さの和 DE+DF

【解】△ABCの1辺をaとすると
△ABC=a2=√3より,a=2
BC=2(xy)=2で,xy=1
よって, DE+DF=√3(xy)=3
巣鴨高校 (R4年) ★★ 筑波大附属駒場高校 (R4年) ★★★
(1) △APC≡△AQDの証明

【証明】
△APCと△AQDで,
  AP=AQ(△APQの1辺)
AC=AD(△ACDの1辺
∠CAP=∠DAQ=60°−∠QAC
2辺夾角相等より, △APC≡△AQD

(2) △ABCの面積を求めなさい。
【解】(右図参照)
垂線BHをおろし,AH=xとすると,
 △ABCで,
  BH2=72x2=52−(8−x)2
 これを解いてxより, BH=3
△ABC=×8×310√3

(3) AP+BP+CPが最小のとき,∠APBの大きさ
【解】(1)より,
AP+BP+CP=PQ+BP+QD=BP+PQ+QD
 ≧線分BPQD(4点が一直線のとき)
∠APB=180−∠APQ=180−60=120°
(1) 線分BQの長さ
【解】
△AQB≡△APCより,BQ=PC=3cm

(2) △ABPと△ACPの面積の和
【解】垂線PHをおろし,QH=xとする
△PQBで,PH2=12x2=(√2)2−(√3x)2
 x3より, PH=6
 △PQB=×√3×62…ア
△AQP=×1×33 …イ
△ABP+△ACP=△ABP+△AQB
 =△AQP+△PQB=イ+ア= 3+2√2
4
(3) 正三角形ABCの面積
【解】(右図参照)
3点Q,R,Sをとって,
 3つの正三角形をつくる
△AQB≡△APC,△BRC≡△BPA,△CSA≡△CPB
さらに,△PQB≡△RCP≡△APS
よって,△ABC=六角形AQBRCS÷2
 =[△APQ×{12+(√2)2+√3)2}+△PQB×3]÷2
 =( 3 ×6+ 2 ×3)÷2= 3√3+3√2
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