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相似の演習編 ちょっとむずい問題 [ネコ騙し数学]


相似の演習編 ちょっとむずい問題


相似を使ったすこし難しい問題を解いてみることにします。

まずは、この問題から。

問題1 図のように、直角三角形BCBC=aAC=b)内に、正方形S₁S₂S₃、・・・が並んでいるとき、

(1) S₁の1辺の長さをabであらわせ。

(2) S₁S₂S₃、・・・の面積が等比数列をなすことを示せ。

muzui-mondai-01.jpg

【解】

(1) △ABC∽△DBEだから

  


muzui-mondai-02.jpg

(2) △DBEと△ABCの相似比は

  

面積比は相似比の2乗だから

  

同様に、

  

・・・

よって、は初項

  

公比

  

の等比数列である。

(解答終わり)


大学入試の答案に書くのならば、もっと、きちんと書かないといけないのだろうけれど、ねこ騙し数学は大学受験を対象にしたものでないから、これでいいにゃ。


この問題にはないけれど、

  

となる。a=2b=1のときは、前にやったのだけれど、一致しているはずだにゃ。

なのですが、(1)についてうまい方法がある。

【別解】

muzui-mondai-03.jpg

DCを直線で結ぶ。そうすると、

   

となり、

  


補助線と三角形の面積を考えると、相似を使わなくても解ける・・・。


そして、

  

なんか、どっかで出てきた式のような気が。
書いただけだにゃ。

問題2 正5角形ABCDEの対角線BEACADと交わる点をPQとする。
(1) △ABE∽△PAB、△BAQ∽△APQを証明せよ。

(2) AB=aとするとき、PQの長さを求めよ。


sei-gokaku-01.jpg

【解】

(1) 正5角形の一つの内角は108°。また、一辺の長さは、それぞれ等しいので、

  △ABE≡△BCA  (2辺挟角)

よって、

  ∠BAC=∠BCA=∠ABE=∠AEB=36°

したがって

  △ABE∽△PAB

また、

  ∠BAQ=APQ=72°

  ∠ABQ=∠PAQ=36°

よって、

  △BAQ∽△APQ

sei-gokakukei-02.jpg

(2) PQ=xとおく。

  AQ=AP=BP=BQ−PQ=AB−PQ=a−x

また、△BAQ∽△APQより

  

これを解くと

  

x<aなので、

  

(解答終わり)

なのだけれど、

前回やったので、ネムネコたちは、正五角形の一辺と対角線の比が

  

であることを知っている。

そして、四角形BCDQは平行四辺形なので、BQ=CD=aだケロ。

このことを使うと、

⑨から

  

となり、

  

と求めることもできるのであった。

こういうふうに解くことができるという話です。
ねこ騙し数学の記事を受験生が読んでいるとは思わないけれど、試験のとき、こんなふうに解いては駄目だケロよ。



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