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解説

それでは解説です。この問題についてはさまざまな解き方がありますが、ここでは「小学5年生で解ける」解き方を紹介します。

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

ご無沙汰しております。今回は僕と一緒に解いていきましょう!

ヒントとなった補助線はこちら!

補助線を、以下の図のように2本引きます。

【1本目】DとBを結ぶ(正方形ABCDの対角線)
【2本目】DとFを結ぶ(正方形DEFGの対角線)

▲対角線を2本引きました。ここからどうする?

いったん、ゴールから逆算して考えてみます。

▲緑とオレンジの角の大きさがわかれば、赤い印を付けた角の大きさがわかる。

三角形DIHにおいて、角DIH角IDHの大きさがわかれば、三角形の内角の和が180度であることを用いて、芋づる式に角DHIの大きさを求めることができます。

2つの角の大きさを、順に求めていきましょう!

角DIHの大きさは、正方形の性質を使って求める

まずは、角DIHの大きさを求めます。ここで、以下の重要な性質を使います。

設問の図が複雑だと、この性質を見落としがちなので注意!

角DIHは、正方形ABCDの対角線ACとBDが交わってできる角なので、角DIH=90度となります。

角IDHの大きさを求める

次に、角IDHの大きさを求めます。

角IDHの大きさを求めるために必要な情報が、角IDF角HDFの大きさです。この2つの角の大きさがわかれば、(角IDF-角HDF)を計算することで、角IDHの大きさを求めることができます。

角HDFの大きさは?

まず、以下の重要な性質を使って、角HDFの大きさを求めます。

角HDFは、正方形の対角線によって作られる角です。したがって、角HDFの大きさは45度となります。

角IDFの大きさは?

次に、角IDFの大きさを求めます。ここで着目すべきは、直角三角形DIFです。

一見普通の直角三角形ですが、ここから何がわかるのでしょうか?

正方形に関する以下の性質を使うと、直角三角形DIFの特徴が見えてきます。

正方形ABCDとDEFGは同じ大きさなので、対角線DBとDFの長さが同じです。上記の性質から、DIの長さはDBの長さの半分なので、DIDFの長さの比は12になります。

この直角三角形について、以下の性質を使います。

以上の性質から、角IDFの大きさは60度と求めることができます。

ちなみに、IFの長さは、DIの長さの√3倍になります。

役者はそろった

ここまで来れば、あとは計算によって求めるだけです。

まず、角IDHの大きさは、角IDFの大きさから角HDFの大きさを引くと求められるので、60-45=15です。

最後に、角DHIの大きさは、三角形の内角の和から、角IDH角DIHの大きさをそれぞれ引くと求められるので、180-15-90=75となります。

答え:75度

今回もかなりの長旅でしたね…… お疲れさまでした!


隠された直角三角形を見つけ出せるかが、この問題のポイントでした。

それでは。

【前回の超難問はこちら】

【前回の算数ノートはこちら】

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この記事を書いた人

チャンイケ

京都大学大学院修了のチャンイケ(池田和記)です。さまざまな学問・エンタメに関心があります。趣味:クイズ・ボウリング・ゲーム・謎解き・食べ歩きなどなど。

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