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中学受験レベル!「図形の面積」を求める問題、あなたは解けますか?

ひらめけ!算数ノート p.171

中学受験レベル!「図形の面積」を求める問題、あなたは解けますか?

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【問題はこちら】

1ページ目:自力で解きたい方はこちらへ! 以下は問題の解説です

解説

それでは解説です。さまざまな解き方がありますが、ここではそのひとつを紹介します。

今回は私と一緒に解いていきましょう!

今回の問題の解き方をまとめた図がこちらです。

ポイントは、補助線を引いて、三角形の相似に着目することです。これを踏まえて解いていきましょう!

折り返しの性質に注目する

次の図のように点Eを振ります。

このとき、三角形ADBは、四角形ABCDの折り返しによって三角形EDBに移るため、角ADB=角EDBとなります(ポイント①)。

図形を折り返す問題では、折り返す前と後で移動する角度が等しいことに注目するのが重要です!

三角形の相似を見つける

次の図のように、辺BCと辺DEの交点を点Fとします。そして、点Fから辺BDに引いた垂線の足を点Hとします。辺BDを底辺とみると、三角形DBFの面積を求めるには高さにあたる辺HFの長さが必要です。

三角形DABと三角形DHFに注目します。四角形ABCDは長方形なので、角DAB=90度であり、角DAB=角DHFとなります。さらに、角BDA=角FDHです(ポイント①より)。よって、対応する2組の角の大きさがそれぞれ等しいことから、三角形DABと三角形DHFは相似の関係にあります(ポイント②)。

二等辺三角形の性質を利用する

四角形ABCDは長方形なので、辺ADと辺BCは平行です。よって、平行線についての錯角の関係から、角ADB=角DBFとなります。さらに、角ADB=角BDFなので、角BDF=角DBFです。このことから、三角形FDBは二等辺三角形であることがわかります。

二等辺三角形は、頂角(長さの等しい辺の間の角)から底辺に降ろした垂線に関して線対称です。よって、線分DHの長さは、辺DBの長さの半分の10cmとなります(ポイント③)。

辺の長さの比を用いて面積を求める

ポイント②で示したように、三角形DABと三角形DHFは相似の関係にあるため、対応する辺の長さの比が等しいです。

三角形DABにおいて、辺DA=16cm、辺AB=12cm、辺BD=20cmです。辺DHと辺HFの長さの比は、16cm:12cm=4:3なので、ポイント③から辺DH=10cmであることから、辺HF=10×(3/4)=7.5cmであることがわかります。

よって三角形DBFの面積は、20×7.5÷2=75cm2です。

答え:75cm2
補助線を引いて、三角形の相似・合同に注目するのがポイントでした!

それではまた次の算数ノートでお会いしましょう!

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【前回の算数ノートはこちら】

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古郡 将也

古郡 将也

東京科学大学医学部4年生の古郡将也(ふるごおり・まさや)です。 ピアノ、プログラミング、さらば青春の光などが好きです。 読んでいて面白くてためになる記事を書きたいです。 よろしくお願いします!

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