共通テスト(数学) 過去問
令和8年度(2026年度)本試験
問31 (数学Ⅰ・数学A(第3問) 問(1)(オカ))
問題文
空間内に、AB=AC=10,BC=12である二等辺三角形ABCがある。ΔABCの内心をIとし、ΔIBCの重心をGとする。Gを通り、ΔABCを含む平面と垂直な直線上に、Gと異なる点Pがある。このとき、ΔABCを底面とする三角錐PABCについて考えよう。
直線AIと辺BCの交点をDとし、また、辺PA上の点Eは、∠PED=∠PIDを満たしているとする。なお、以下の問題において比を解答する場合は、最も簡単な整数の比で答えよ。
(1)直線BIが( ア )ことに注意すると、ΔABDにおいて線分AIとIDの長さの比を求めることができる。よって、線分ADの長さに着目すると
AI=( イ ),ID=( ウ )
であることがわかる。
また、4点E,I,D,( エ )は同一円周上にある。
よって
AE・AP=( オカ )
であることがわかる。
( オカ )にあてはまるものを選べ。
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問題
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共通テスト(数学)試験 令和8年度(2026年度)本試験 問31(数学Ⅰ・数学A(第3問) 問(1)(オカ)) (訂正依頼・報告はこちら)
空間内に、AB=AC=10,BC=12である二等辺三角形ABCがある。ΔABCの内心をIとし、ΔIBCの重心をGとする。Gを通り、ΔABCを含む平面と垂直な直線上に、Gと異なる点Pがある。このとき、ΔABCを底面とする三角錐PABCについて考えよう。
直線AIと辺BCの交点をDとし、また、辺PA上の点Eは、∠PED=∠PIDを満たしているとする。なお、以下の問題において比を解答する場合は、最も簡単な整数の比で答えよ。
(1)直線BIが( ア )ことに注意すると、ΔABDにおいて線分AIとIDの長さの比を求めることができる。よって、線分ADの長さに着目すると
AI=( イ ),ID=( ウ )
であることがわかる。
また、4点E,I,D,( エ )は同一円周上にある。
よって
AE・AP=( オカ )
であることがわかる。
( オカ )にあてはまるものを選べ。
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この過去問の解説 (2件)
01
前問までで、
と確認しました。
E、I、D、Pは同一円周上にあります。
また、Eは辺PA上にあるので、A、E、Pは一直線上にあります。
さらに、Dは直線AI上にあるので、A、I、Dも一直線上にあります。
したがって、点Aから円に向かって、
A-E-P
A-I-D
という2本の直線が引かれていることになります。
このとき、方べきの定理より、
AE・AP=AI・AD
です。
前問までで、AI=5、AD=8なので、
AE・AP=5×8=40
です。
よって、オカ=40となります。
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02
イ・ウより、AI=5、ID=3であることが分かっています。
また、エより、4点E,I,D,Pが同一円周上にあることが分かっています。
△ADPと、E,I,D,Pを通過する円に対して、方べきの定理から、
AE・AP=AD・AI
=(AI+ID)・AI
=(5+3)・5
=40
となります。
※
方べきの定理では、どの辺とどの辺をかければ良いのか、
混乱してしまうことが考えられます。
まして、試験会場では緊張しますから、公式をド忘れするということもありえる話です。
こうしたトラブルに遭遇したときに、自ら公式をつくる方法も知っておくと良いでしょう。
つまり、「相似な三角形を見つけて、比例式をたてる」というものです。
この問題で言えば、△EAI∽△DAPです。
・∠EAI=∠DAP (共有)
・∠AEI=∠ADP
← 一直線なので、
∠AEI+∠PEI=180° ⇔ ∠AEI=180°-∠PEI
円に内接する四角形は、向かい合う角の和が180°なので、
∠ADP+∠PEI=180 ⇔ ∠AEI=180°-∠PEI
より、2組の角の大きさが等しいためです。
△EAI∽△DAPより、
AE:AI=AD:AP
ですので、
AE・AP=AD・AI
と、方べきの定理を再現することができました。
AE・AP=40が正解です。
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