算数
「図形の平行移動と重なりの問題」
速さと図形の融合問題の「図形の平行移動と重なり」を考える問題は,中学入試
ではかつてよく出された問題です。条件に当てはまる図を書いて解くことが大切
です。進んだ距離を求める場合には1つの頂点の動きを考えること,重なりの面
積を求める場合には相似三角形をうまく使うことがポイントになります。
(問題) 直角をはさむ辺の長さが12cmの直角二等辺三角形と,たてが8cm,横が20cmの 長方形があります。図の状態から,毎秒2cmの速さで三角形が矢印の方向に動き ます。
このとき,次の問いに答えなさい。 (1) 出発してから16秒後に,2つの図形が重なっている部分の面積は何cmですか。 (2) 2つの図形が重なるのは出発してから何秒後から何秒後までですか。 (3) 重なっている部分が三角形になっているのは出発してから何秒後から何秒後 までですか。 (解答) 直角二等辺三角形をABCと長方形をDEFGとして重なりの図を書きます。 (1) 直角三角形ABCが進む距離は,速さが毎秒2cmだから, 2×16=32cm 点Bが進んだ距離が32cmだと考えて,16秒後のようすを図に表すと, 次の図1になります。
三角形PBQと直角三角形ABCとは相似なので, BQ=PQ=8cm また, BF=(12+10+20)−32=10cm これから, PG=QF=BF−BQ=10−8=2cm 重なり(台形PBFG)の面積は, (PG+BF)×GF÷2=(2+10)×8÷2=48cm2 答 48cm2 (2) 重なりができるのは,次の図2で(ア)の状態になってから(イ)の状態になる までの間です。
(ア)の状態になるまでに点Cは10cm進んでいるので, 10÷2=5秒 (イ)の状態になるまでに点Cが進んだ距離Xは, 10+20+12=42cm これから, 42÷2=21秒 答 5秒後から21秒後 (3) 重なりが三角形になるのは,次の図3で(ウ)の状態になってから(エ)の状態 になるまでの間です。
(ウ)の状態では,三角形GBFと直角二等辺三角形ABCが相似だから, GF=BF=8cm (ウ)の状態になるまでに点Bが進んだ距離Yは, 12+10+(20−8)=34cm これから, 34÷2=17秒 (エ)の状態は図2の(イ)と同じなので,21秒後です。 答 17秒後から21秒後 |