『中学生からの挑戦状Part31』解答


◆北海道 代表取締役 さんからの解答。

【問題1】

題意の正三角形をABCとし、その重心をGとすると、各頂点を中心とする半径2の円はGを通り、かつ三つの円はABC内においてGただ一点で 交わる。

よって、三つの円全てが重なる部分はないので、求める面積はABCのそれに等しい。

∴  3
2
…(答)

【問題2】

AN,AMとBDとの交点をE,F、AMとBNとの交点をG、BNとDMとの交点をH、ANとDMとの交点をI、EFの中点すなわちACとBDとの交点をJとする。

△ABM≡△BCM より、AM⊥BN

また、∠MBG=∠NBC

∴△BMG∽△BNC

よって、△BMGと△BNCの相似比より、
BG:GN=2:3

△ACDについて、Eはその重心であるので、DE:EJ=2:1
対称性より、BF:FJ=2:1

∴BF=FE=ED

△BCDについて、Hはその重心であるので、MH:HD=1:2
よって、△BHDの面積はABCDの面積の 1
2
* 1
2
* 2
3
= 1
6

また、△BGFの面積はABCDの面積の
1
2
* 1
2
* 2
5
* 1
3
= 1
30

対称性より、△BGF=△DIEであるから、
図形EFGHIの面積はABCDの面積の 1
6
-2* 1
30
= 1
10

よって、その面積は、2*2* 1
10
= 2
5
…(答)

【問題3】

直線AFと直線BCとの交点をC'とする。

∠ADF=∠C'EF,∠AFD=∠C'FE,EF=DF

よって、△AFD≡△C'FE ∴EC'=AD
よって、△C'FE= 1
4
*ABCD

また、対頂角と錯角が等しいので、△ADG∽△C'CG

その相似比より、
△C'CG
=(1- 1
)*( 10-2
11
)*△C'FE
= 36-16
33
*△C'FE


よって、

 CEFG
=(1- 36-16
33
)*1
4
*82
= 16(16-3)
33
…(答)

【感想】

計算が大変でした。数字がきれいになるようにしてほしかったです。


◆北海道 WAKU さんからの解答。

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