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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。

次ページ:【解答フォーム】自力で解きたい方はこちらへ! 以下は問題の答えです

今回は私と一緒に解いていきましょう! ABとACが同じ長さであることを、うまく利用したいところです。

面積を求めたい四角形の辺の長さが4辺ともわかっていないので、そのままの形で求めるのは難しそうです。

そこでポイントになるのが、対角線BDです。BDは扇形の半径であり、その長さは10cmとわかっています。この長さを活かせるように、四角形を変形します。

このポイントを頭に入れた上で、問題を解いていきましょう!

図を2つに分解する

まずは、以下の図のようにBとDを結ぶ補助線を引いて、四角形を2つの三角形に分けます。

図を移動する

次に、補助線を引くことでできた三角形DBCを、以下の図のように移動させてみます。

三角形DBCを移動させた後、頂点C、Dが移る点をそれぞれE、Fとすると、問題文よりAB=BC=BEなので、EはAにぴったりとくっつくことがわかります。

EとAがぴったりくっつくことがわかりました。あとは、図形DBFが三角形であることがわかれば、面積が求めやすいのですが……。

図形DBFは三角形?

ここで、図形DBFが三角形であるかどうかを明らかにするため、辺ADと辺FEが一直線になっているかどうかを調べます。

直線になっているためには、角DABと角BEFの大きさの和が180°にならなければいけません。

三角形DBCと三角形FBEは同じ三角形であり、角BEF=角BCDなので、角DABと角BCDの角度の和が180°であれば、辺ADと辺FEが一直線になっているといえます。

角DABと角BCDは、四角形ABCDの角のうち、直角でない2つの角です。したがって、角DABと角BCDの角度の和は、360-(90+90)=180°となります。

角DABと角BEFの和が180°でしたので、辺ADと辺FEが一直線になっていることがわかりました。辺ADと辺FEが一直線になっているため、変形した後の図形はB、D、Fが頂点の三角形になります。

図形DBFが三角形であることがわかりました。この三角形が特徴的な三角形であれば、さらに面積を求めやすくなるのですが……。

角DBFの大きさを求める

次に、角DBFの大きさを求めます。

角DBFは、角ABDと角FBEの和で求められます。角FBEは先ほどの三角形の移動によってできた角なので、角FBE=角DBCです。

また、角ABD+角DBC=角ABCであり、角ABCの大きさは、四角形ABCDのひとつの直角であるため90°です。したがって、角DBFも90°であるとわかります。

以上より、三角形DBFは、角DBFが90度の直角三角形となります。

四角形を直角三角形に変形することができました。あとはこの三角形の面積を求めるだけです!

三角形DBFの面積を求める

直角三角形DBFの面積は、辺DB×辺BF÷2で求めることができます。

辺DBの長さはおうぎ形の半径の長さと等しいので10cmです。また、辺BFは三角形BCDの移動によってできたものなので、こちらの長さも辺DBと同じく10cmとなります。

したがって、直角三角形DBFの面積は10×10÷2=50cm2となるため、もとの四角形ABCDの面積も50cm2となります。

答え:50cm2

四角形を分解し、うまく移動させることがポイントでした。

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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この記事を書いた人

トラシゲ

京都大学工学部4回生のトラシゲです。クイズと馬が大好きです。皆さんの生活に潤いが出るような記事が書ければいいなと思っています。よろしくお願いします。

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