次の図の平行四辺形ABCDにおいて、直線BD上にBE:ED=3:5となるように点Eをとり、直線AE上にAF:FE=3:2となるように点Fをとりました。平行四辺形ABCDの面積が144㎠であるとき、三角形BCFの面積は何㎠ですか。
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次の図の三角形ABEとAEDは高さが同じで、底辺BEとEDの長さの比が3:5なので、面積比も底辺比と同じく3:5になります。
また、三角形ABDの面積は平行四辺形ABCDの半分にあたる144÷2=72㎠なので、それを3:5に比例配分して三角形ABEとAEDの面積をそれぞれ求めてみると、
・三角形ABE→72×8分の3=27㎠
・三角形AED→72×8分の5=45㎠
となります。
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また、次の図の三角形EBCとECDも高さが同じで底辺比がBE:ED=3:5なので、三角形EBCの面積は27㎠、ECDの面積は45㎠になります。
次の図の三角形AEDとEBCは底辺ADとBCの長さが同じなので、面積比と高さの比が等しくなります。
三角形AEDとEBCの面積比は45㎠:27㎠=5:3なので、この2つ三角形の高さの比もそれと同じく5:3になります。
次の図のように、三角形AEDの高さの比は5、そして辺AFとFEの長さの比の合計も3+2=5で比の合計がそろっているので、緑色の三角形FBCの高さは比の3+2=5と表せます。
※ 赤い比の3と青い比の2を足すと、三角形FBCの高さの比が求められます。
つまり次の図のように、三角形AEDとFBCは底辺ADとBCの長さが等しく、高さの比も5で同じです。
底辺と高さが等しければ面積も同じはずなので、三角形FBCの面積はAEDと同じく45㎠です。
【補足】
実は最初から上の説明のような解き方を思いついたわけじゃなくて、次の図のように三角形FBCの内部を3つの三角形に分けてそれぞれの面積を求めてみたら答えが45㎠になって、それが三角形AEDの面積と同じだったからいろいろ考えてみただけの話なんです(笑)
上の図の三角形EBCとABEはどちらも27㎠、そしてAF:FE=3:2なので、三角形FBEの面積は27×5分の2=10.8㎠です。
※ 三角形ABEの面積を3:2に比例配分。
また、補助線ACを引いて平行四辺形を二等分すると、三角形ABCの面積は144÷2=72㎠なので、三角形AECの面積は72-(27+27)=18㎠です。
※ 三角形AEC=ABC-(ABE+EBC)
三角形FECの面積はAECの面積を3:2に比例配分すれば求められるので、18×5分の2=7.2㎠です。
以上から、三角形FBCの面積は27+10.8+7.2=45㎠になります。
雑に説明するとこんな感じです。さっきの解き方がいまいちピンとこない場合は、別にこちらの解き方でもいいんじゃないかなー、と思う今日この頃ですが、三角形AEDの高さの比と辺AEの長さの比をどちらも5でそろえてくれた問題製作者の気持ちを考えると、個人的にはさっきの解き方を優先したくなりました。
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