TikZ:中学数学:R5年(2023年)徳島県中3第2回基礎学力テスト(平面図形)

こんにちは。今回の基礎学ですが, 難しかったですか?難しいと見えた方は練習量が足りていないんでしょうね。ここのサイトで繰り返し練習を積んでみてください。今回は平面図形の問題を解説してみたいと思います。

問題

下の図の, \bigtriangleup{\text{ABC}}\text{CA}=\text{CB}の二等辺三角形である。点Aを通り辺BCに平行な直線をひき, その直線上に\text{AC}=\text{AD}となる点D, \text{CA}=\text{CE}となる点Eをとる。
点Cと点D, Eをそれぞれ結び, CDとAB, CEとABとの交点をそれぞれF, Gとする。
次の(1)~(3)に答えなさい。

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(1) \bigtriangleup{\text{ADF}}\equiv\bigtriangleup{\text{BCF}}を証明しなさい。
(2) \kaku{DAF}=a\Degのとき, \kaku{DCE}の大きさをaを用いた式で表しなさい。
(3) 点Eと点Bを結ぶ。\text{AD} : \text{DE} = 2 : 1, \text{FG} : \text{GB} = 1 : 4のとき, 四角形BCAEの面積は, \bigtriangleup{\text{CFG}}の面積の何倍であるか求めなさい。
【2023年徳島県中3第2回基礎学力テスト】


(1)
\bigtriangleup{\text{ADF}}\bigtriangleup{\text{BCF}}
仮定より,
\text{AD}=\text{BC}\cdots\maru1
\text{AD//BC}より, 錯角は等しいので,
\kaku{FAD}=\kaku{FBC}\cdots\maru2
\kaku{FDA}=\kaku{FCB}\cdots\maru3
\maru1, \maru2, \maru3より,
1組の辺とその両端の角がそれぞれ等しいので,
\bigtriangleup{\text{ADF}}\equiv\bigtriangleup{\text{BCF}}
(2)

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\kaku{DAF}=\kaku{CBF}=a((1)の証明から)
\kaku{CBF}=\kaku{CAB}=a(\text{CA=CB}より)
これより,
\kaku{CAD}=2a=\kaku{CED}(\text{CA=CE}より)
\text{EA//BC}より錯角は等しいので,
\kaku{CED}=\kaku{ECB}=2a\cdots\maru1
ここで\bigtriahgleup{\text{ACD}}は二等辺三角形で, 直線AFは頂角の二等分線なので,
\kaku{AFC}=90\Deg
\bigtriangleup{\text{AFC}}で, \kaku{CAF}=aより,
\kaku{ACF}=90-a
また, \bigtriangleup{\text{ABC}}は頂角が\kaku{ACB}\kaku{AFC}=90\Degより,
直線CFは頂角の二等分線である。
したがって, \kaku{ACF}=\kaku{BCF}=90-a\cdots\maru2
\maru1, \maru2より,
\kaku{DCE}=\kaku{BCF}-\kaku{ECB}=90-a-2a=90-3a
(90-3a)\Deg\cdots(答)
(3)

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EとB, DとBを結ぶ。
(2)から四角形ACBDはひし形である。したがって, 対角線で区切られた4つの三角形の面積はすべて等しい。
また, \text{AD : DE = 2 : 1}, \text{FG : GB = 1 : 4}のとき, \text{DE : BC = 1 : 2}, \text{GB : FG : FA = 4 : 1 : 5}である。高さの等しい三角形の面積の比は底辺の長さの比に等しいので,
\bigtriangleup{\text{BCG}} : \bigtriangleup{\text{CFG}} : \bigtriangleup{\text{ACF}} = 4 : 1 : 5
したがって, \bigtriangleup{\text{ADF}}=\bigtriangleup{\text{DBF}}=\bigtriangleup{\text{ACF}}=5
四角形EBCDは台形で上底と下底の比は\text{DE : BC = 1 : 2}\bigtriangleup{\text{BCD}}=10なので, \bigtriangleup{\text{BDE}}=5
以上より, 四角形BCAEは25, \bigtriangleup{\text{CFG}}=1であるから,
25\div1=25
25倍\cdots(答)

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