平行線と面積 ── 問題
基礎
- 底辺 BC が共通で、頂点 A、A′ がともに BC に平行な直線 ℓ 上にあるとき、△ABC と △A′BC について正しいものはどれですか。 (ア 合同である イ 面積が等しい ウ 周の長さが等しい エ 相似である)
- 平行四辺形 ABCD の辺 AD 上の点 P について、△PBC の面積は平行四辺形の何倍ですか。 (ア P の位置によって変わる イ 1/4 倍 ウ 1/3 倍 エ 1/2 倍)
- 平行四辺形 ABCD の面積が 18 cm² のとき、辺 AD 上の点 P に対する △PBC の面積は何 cm² ですか。
- 四角形 ABCD を面積の等しい三角形に直すとき、頂点 D を消すために引く直線はどれですか。 (ア D を通り AC に平行な直線 イ A と C を結ぶ直線だけ ウ D を通り BC に垂直な直線 エ D を通り AB に平行な直線)
- △ABC の頂点 A を通り、面積を 2 等分する直線が通る点はどれですか。 (ア ∠A の二等分線と BC の交点 イ A から BC への垂線の足 ウ 辺 AB の中点 エ 辺 BC の中点)
- 台形 ABCD(AD ∥ BC)で、△ABC と面積が等しい三角形はどれですか。 (ア △ABD イ △ACD ウ △DBC エ △ABO(O は対角線の交点))
標準
- 台形 ABCD(AD ∥ BC)の対角線の交点を O とする。面積が等しい組み合わせはどれですか。 (ア △ABO と △AOD イ △AOD と △OBC ウ △ABO と △DCO エ △ABO と △OBC)
- 3 点 A(2, 9)、B(0, 0)、C(4, 0) があります。y 軸上の点 P(y > 0)で △PBC = △ABC となる P の y 座標を求めなさい。
- 3 点 A(4, 18)、B(0, 0)、C(3, 0) があります。直線 y = 3x 上の点 Q(x > 0)で △QBC = △ABC となる Q の x 座標を求めなさい。
- 辺 BC 上の点 P を通って △ABC の面積を 2 等分する直線を引く手順として正しいものはどれですか。 (ア P を通り BC に垂直な直線を引き、それを 2 等分の境界にする イ A と P を結び、線分 AP をそのまま境界の直線にする ウ AB の中点 N をとり、P と N を結んだ直線を境界にする エ BC の中点 M を通る AP の平行線と AB の交点 Q を P と結ぶ)
- 平行四辺形 ABCD の内部の点 P について、正しい関係はどれですか。 (ア △PAB + △PCD = 平行四辺形の半分 イ △PAB = △PCD ウ △PAB + △PBC = 平行四辺形の半分 エ △PAB + △PCD = 平行四辺形全体)
- 平行四辺形 ABCD の対角線 BD 上に点 E をとります。E の位置によらず、△ABE と面積が等しい三角形はどれですか。 (ア △ABD イ △CBE ウ △ADE エ △CDE)
発展
- O を原点、A(3, 1)、B(1, 1) とします。O を通り △OAB の面積を 2 等分する直線が通る点は AB の中点です。その中点の x 座標を求めなさい。
- △ABC = △A′BC で、A と A′ が BC について同じ側にあるとき、いえることはどれですか。 (ア AB = A′B イ AA′ ∥ BC ウ A = A′ エ AA′ ⊥ BC)
- 折れ線 PQR で分かれた 2 つの土地の境界を、面積を変えずに 1 本の直線に直す方法はどれですか。 (ア P と R を直線で結び、PR をそのまま新しい境界にする イ Q を通る PR の平行線と辺の交点 S をとり、PS を境界にする ウ Q から PR に垂線を下ろし、その垂線を新しい境界にする エ PR の中点と Q を結び、それを新しい境界にする)
- 3 点 A(1, 4)、B(0, 0)、C(4, 0) について、△PBC = △ABC となる y 軸上の点 P をすべて挙げたものはどれですか。 (ア (0, 8) のみ イ (0, 4) のみ ウ (0, 4) と (0, −4) エ (0, 1) と (0, −1))
- 3 点 A(−1, 6)、B(0, 0)、C(4, 0) があります。点 A を通り、△ABC の面積を 2 等分する直線の傾きを求めなさい。
- 原点 O と、A(4, 0)、B(3, 5)、C(0, 5) を頂点とする四角形 OABC があります。点 B を通り直線 AC に平行な直線が x 軸と交わる点を E とすると、四角形 OABC と △OEC の面積は等しくなります。点 E の x 座標を求めなさい。
- △ABC の辺 AB 上に AP : PB = 1 : 2 となる点 P、辺 BC 上に BQ : QC = 3 : 1 となる点 Q をとります。△PBQ の面積は、△ABC の面積の何倍ですか。 (ア 1/4 倍 イ 1/2 倍 ウ 3/4 倍 エ 2/3 倍)
平行線と面積 ── 解答
基礎
- イ 面積が等しい 底辺が共通で高さ(ℓ と BC の距離)も同じなので面積が等しい。形は違ってよい。
- エ 1/2 倍 底辺 BC、高さは AD と BC の距離で一定。平行四辺形の半分。P がどこでも同じ。
- 9 平行四辺形の半分。18 ÷ 2 = 9 cm²。
- ア D を通り AC に平行な直線 対角線 AC を引き、D を通って AC に平行な直線を引く。BC の延長との交点 E で △ACD = △ACE。
- エ 辺 BC の中点 BC の中点 M で底辺が半分になり、高さは共通なので面積も半分。
- ウ △DBC 底辺 BC 共通、A と D が BC に平行な AD 上にあるので △ABC = △DBC。
標準
- ウ △ABO と △DCO △ABC = △DBC から共通の △OBC を除くと △ABO = △DCO。対角線で分かれた左右が等しい。
- 9 底辺 BC が x 軸上で共通なので、A と同じ高さ y = 9 にあれば面積が等しい。P(0, 9)。
- 6 高さが A と同じ y = 18 になればよい。y = 3x と y = 18 の交点:x = 18 ÷ 3 = 6。Q(6, 18)。
- エ BC の中点 M を通る AP の平行線と AB の交点 Q を P と結ぶ AM で 2 等分してから、△APQ = △APM(等積変形)で通る点を M から Q に移す。
- ア △PAB + △PCD = 平行四辺形の半分 P を通り AB に平行な線で分けると、△PAB と △PCD の高さの和が AB と CD の距離になり、合計は半分。
- イ △CBE A と C は対角線 BD から等しい距離にある(△ABD ≡ △CDB で高さが等しい)。底辺 BE が共通で高さが等しいので △ABE = △CBE。
発展
- 2 頂点 O から対辺 AB の中点へ引くと 2 等分。中点は ((x の平均), (y の平均)) = (2, 1)。
- イ AA′ ∥ BC 底辺が共通で面積が等しいなら高さが等しい。同じ側で BC からの距離が等しいので AA′ ∥ BC(性質の逆)。
- イ Q を通る PR の平行線と辺の交点 S をとり、PS を境界にする △PQR = △PSR(底辺 PR 共通、Q・S が PR に平行な直線上)なので、境界を PS に変えても面積は変わらない。
- ウ (0, 4) と (0, −4) 高さが 4 であればよく、x 軸の上側 y = 4 と下側 y = −4 の両方で面積が等しい。
- −2 BC の中点 M(2, 0) を通ればよい(△ABM と △ACM は、底辺 BM = MC で高さも等しい)。傾きは (6 − 0) ÷ (−1 − (2)) = −2。
- 7 直線 AC の傾きは −5/4。B を通り傾き −5/4 の直線 y − 5 = (−5/4)(x − 3) に y = 0 を代入して x = 7。AC ∥ BE なので △ACB = △ACE、四角形 OABC = △OAC + △ACB = △OEC になる。
- イ 1/2 倍 △PBC は △ABC と高さが共通で、底辺 PB が AB の 2/3 なので 2/3 倍。△PBQ は △PBC と高さが共通で、底辺 BQ が BC の 3/4 なので、(2/3) × (3/4) = 1/2 倍。
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