平行線と線分の比 上図のように△ABCにおいて、辺ABと辺AC上に点Pと点QがあってPQ//BC(平行)なとき、次の定理が成り立つ。 AP:PB=AQ:QC このテキストでは、この定理を証明します。 証明 図のように、点Qを通ってPBと平行になる補助線をかき、辺BCとの交点をRとします。 △APQと△QRCにおいてPQ//QCより、 ∠AQP=∠QCR -① (※ 平行な2つの直線における同位角は等しい ことから) また、AP//QRより、同じ理由で ∠PAQ=∠RQC -② ①、②より 2組の角の大きさがそれぞれ等しい ことから、△APQと△QRCは相似であることがわかった。よって AP:QR=AQ:QC -③ 次に四角形PBRQは平行四辺形なので、 PB=QR -④ ③と④より、 AP:QR=AQ:QC=AP:PB=AQ:QC 以上で定理が成り立つことが証明できた。 証明おわり。
作成者: hase3desu 平行線と比の定理を利用した証明 平行線と比の定理を利用した証明
数学の図形分野では、形、長さ、面積、体積など、さまざま様々な図形の特徴や性質について扱います。これらは、長さを推測するときや、図形の面積や体積を知るときに大いに役立っています。 中学3年生で扱う「中点連結定理」は、ある条件を満たす場合の線分の長さなどを求めるときに、強力な武器になります。名前だけを見ると難しそうに感じられますが、実はとても簡単な定理です。中点連結定理とその使い方について確認しましょう。 中点連結定理を使って長さを求めよう! 平行線と比の定理 式変形 証明. 中点連結定理とは? 「中点連結定理」とは以下のように表現されます。 △ABCの2辺AB、ACの中点をそれぞれM、Nとすると、次の関係が成り立つ。 MN//BC 式で表されるとちょっとわかりにくいですね。 「三角形の底辺でない2つの辺の中点を結んでできた線分は、底辺と平行で、その長さは底辺の半分である。」 ということです。 もっと簡単に、 「中点同士を結んだら、底辺と平行で長さは半分」 と覚えればよいです。例えば、 ・底辺BCの長さが16cmのとき、MNの長さは16cmの半分の8cm ・MNの長さが5cmのとき、底辺BCの長さは5cmの2倍の10cm となります。 三角形で中点連結定理を使って長さを求めるのは、比較的やさしいですね。では、よくある問題として、台形での中点連結定理の利用についてみていきましょう。 台形で中点連結定理を利用する! ●例題 下の図のように、ADの長さが6cm、BCの長さが12cm、AD// BCである台形ABCDがある。辺AB、DCの中点をそれぞれE、Fとする。このとき、EFの長さを求めなさい。 この問題は、中点連結定理を利用して導かれるある性質によって、簡単に解くことができます。 下の図のように、BCを延長した直線と直線AFの交点をGとします。 このとき、△ADFと△GCFは合同ですから、AF=GF、AD=GCがいえます。 次に△ABGに注目します。AF=GFよりFはAGの中点、AD=CGとBG=CG+BCより、BG=AD+BCといえます。 すると、点EとFはそれぞれの辺の中点ですから、中点連結定理より、 、すなわち、 となります。 これは、 「台形の平行でない対辺の2つの辺の中点を結んだ線分は、上底と下底を合わせた長さの半分である。」 ということを表しています。 問題に戻ると、上底のADの長さは6cm、下底のBCの長さは12cm、したがって、 個別指導塾の基本問題に挑戦!
前回、相似な三角形について解説しました。 三角形の相似条件と証明問題の解き方 図形を拡大・縮小したものを相似といいますが、三角形の場合、相似であることを証明するための条件があります。合同と同様です。 今回は三角形... 相似な図形は「各辺の比がそれぞれ等しくなる」という性質がありますが、これを利用して簡単に平行線に関する比を計算することができます。 正式な名称ではありませんが、一般的に「平行線と線分の比の定理」と言うことが多いです。 今回、平行線と線分の比の定理を分かりやすく図解し、さらにこれを用いて問題を解いていきましょう。 平行線と線分の比の定理とは? 三角形における平行線と線分の比 下図のような三角形において、DE//BCのとき、以下のような比が成り立ちます。 これは△ADE∽△ABCで、それぞれの対応する辺の比が等しくなるためです。 ちなみに2つの三角形が相似になるのは、平行線の同位角が等しいことから、∠ADE=∠ABC、∠AED=∠ACBとなり、相似条件の「2組の角がそれぞれ等しい」を満たすためです。 さらにこの比より、以下の比が成り立ちます。 3本の平行線と交わる2本の線分の比 下図のように3本の直線\(l, m, n\)と、2つの直線が交わる場合において、\(l//m//n\)なら以下の比が成り立ちます。 これは、以下のように直線を平行移動させると、三角形になり、先程の形と同様になるからです。 平行線と線分の比の問題 では実際に問題を解いてみましょう。 問題1 下の図において、DE//ECのときAB、ECの長さをそれぞれ求めよ。 問題2 下の図において\(l//m//n\)のとき、EFの長さを求めよ。 問題3 下の図において\(l//m//n\)のとき、ECの長さを求めよ。 中学校数学の目次
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