大学入学共通テスト(数学) 過去問
令和4年度(2022年度)追・再試験
問56 (数学Ⅰ・数学A(第5問) 問4)

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問題

大学入学共通テスト(数学)試験 令和4年度(2022年度)追・再試験 問56(数学Ⅰ・数学A(第5問) 問4) (訂正依頼・報告はこちら)

以下( キ )・( ク )に当てはまる組み合わせとして正しいものを選べ。

(2)ΔABCにおいて、AB=1/2、BC=3/4、AC=1とする。
このとき、∠ABCの二等分線と辺ACとの交点をDとすると、AD=( ウ )/( エ )である。直線BC上に、点Cとは異なり、BC=BEとなる点Eをとる。∠ABEの二等分線と線分AEとの交点をFとし、直線ACとの交点をGとすると

AC/AG=( オ )/( カ )

ΔABFの面積/ΔAFGの面積=( キ )/( ク )

である。

線分DGの中点をHとすると、BH=( ケ )/( コ )である。また

AH=( サ )/( シ )、CH=( ス )/( セ )

である。

ΔABCの外心をOとする。ΔABCの外接円Oの半径が

( ソ )√( タチ )/( ツテ )であることから、線分BHを1:2に内分する点をIとすると

IO=( ト )√( ナ )/( ニヌ )

であることがわかる。
  • キ:1  ク:2
  • キ:2  ク:3
  • キ:1  ク:3
  • キ:1  ク:4

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この過去問の解説 (2件)

01

△ABFと△AGFについて、BFとGFをそれぞれの三角形の底辺と考えると、高さは共通であり、等しくなります。したがって、△ABFと△AGFの面積比は、底辺の長さの比 BF:GF と同じになります。

 ここで、△BGCと直線EAについて、メネラウスの定理より

(GA/AC)・(CE/EB)・(BF/FG)=1

(2/1)・(2/1)・(BF/FG)=1

これより、BF/FG=1/4

よって、

△ABFの面積/△AGFの面積

=BF/GF

 =1/4

以上より、解答欄(キ)は「1」、(ク)は「4」となる選択肢の番号が入ります。

まとめ

2つの三角形は高さが等しいので、底辺の長さの比が面積の比になるということ、また1つの直線が三角形の頂点以外の2点で交わっている場合は「メネラウスの定理」を利用して長さの比を求めることができるということ、以上の2点を忘れないでください。

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02

図は以下の通りです。

△ABGに着目します。

△ABFと△AFGは頂点を点Aで共有するため、

△ABFと△AFGの面積比を求めるためには

底辺に当たるBFとFGの比(FB/FG)を求めればよいことが分かります。

 

BF/FGの比を求めるため、△BCGにメネラウスの定理を使います。

メネラウスの定理より

(AG/AC)・(FB/FG)・(CE/CB)=1

(メネラウスの定理を使うにあたって、図形上をなぞるように式を立てました。GFはFG、FBはBFのように適宜、読み替えてください。)

 

前問より、

AG/AC=2

CE/CB=2

なので

FB/FG=1/4

 

△ABFと△AFGの面積比は

底辺に当たるFBとFGの比に対応するので

△ABFの面積/△AFG面積=1/4

(キ:1、ク:4)

 

選択肢1. キ:1  ク:2

不正解です。

選択肢2. キ:2  ク:3

不正解です。

選択肢3. キ:1  ク:3

不正解です。

選択肢4. キ:1  ク:4

正解です。

まとめ

メネラウスの定理を適切に利用できるかが問われています。

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