共通テスト(数学) 過去問
令和8年度(2026年度)追・再試験
問31 (数学Ⅰ・数学A(第3問) 問(3)(ii))
問題文
三角形の重心や外心について考察しよう。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。
(3)点Oを中心とする半径6の円Oがある。図1のように、円Oの周上に∠AOB=60°となるように2点A、Bをとる。線分ABの垂直二等分線と円Oの交点のうち、直線ABに関して点Oと同じ側にある点をCとする。また、線分ABの中点をDとし、△ABCの重心をGとする。
円Oに内接する三角形の外心は、つねに△ABCの外心と一致する。ここでは、円Oに内接し、重心も△ABCの重心と一致する三角形が、△ABC以外にいくつあるかについて考察しよう。
(i)CG:GD=( キ ):( ク )より
CG=( ケ )+( コ )√( サ )
となる。
(ii)点Pを円Oの周上の点でA、B、Cとは異なる点とする。このとき、次の条件を満たす三角形について考えよう。
【条件】
点Pを一つの頂点とし、円Oに内接し、重心がGと一致する。
点Mを直線PG上の点で、PG:GM=( キ ):( ク )を満たし、点Gに関して点Pの反対側にある点とする。このとき、PG<CGであることに注意すると、点Mは円Oの内部にあることがわかる。
点Mに着目して、(2)を振り返ると、条件を満たす三角形についての記述として、次の選択肢のうち、正しいものは( シ )であることがわかる。
( シ )にあてはまるものを1つ選べ。
(3)点Oを中心とする半径6の円Oがある。図1のように、円Oの周上に∠AOB=60°となるように2点A、Bをとる。線分ABの垂直二等分線と円Oの交点のうち、直線ABに関して点Oと同じ側にある点をCとする。また、線分ABの中点をDとし、△ABCの重心をGとする。
円Oに内接する三角形の外心は、つねに△ABCの外心と一致する。ここでは、円Oに内接し、重心も△ABCの重心と一致する三角形が、△ABC以外にいくつあるかについて考察しよう。
(i)CG:GD=( キ ):( ク )より
CG=( ケ )+( コ )√( サ )
となる。
(ii)点Pを円Oの周上の点でA、B、Cとは異なる点とする。このとき、次の条件を満たす三角形について考えよう。
【条件】
点Pを一つの頂点とし、円Oに内接し、重心がGと一致する。
点Mを直線PG上の点で、PG:GM=( キ ):( ク )を満たし、点Gに関して点Pの反対側にある点とする。このとき、PG<CGであることに注意すると、点Mは円Oの内部にあることがわかる。
点Mに着目して、(2)を振り返ると、条件を満たす三角形についての記述として、次の選択肢のうち、正しいものは( シ )であることがわかる。
( シ )にあてはまるものを1つ選べ。
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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)追・再試験 問31(数学Ⅰ・数学A(第3問) 問(3)(ii)) (訂正依頼・報告はこちら)
三角形の重心や外心について考察しよう。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。
(3)点Oを中心とする半径6の円Oがある。図1のように、円Oの周上に∠AOB=60°となるように2点A、Bをとる。線分ABの垂直二等分線と円Oの交点のうち、直線ABに関して点Oと同じ側にある点をCとする。また、線分ABの中点をDとし、△ABCの重心をGとする。
円Oに内接する三角形の外心は、つねに△ABCの外心と一致する。ここでは、円Oに内接し、重心も△ABCの重心と一致する三角形が、△ABC以外にいくつあるかについて考察しよう。
(i)CG:GD=( キ ):( ク )より
CG=( ケ )+( コ )√( サ )
となる。
(ii)点Pを円Oの周上の点でA、B、Cとは異なる点とする。このとき、次の条件を満たす三角形について考えよう。
【条件】
点Pを一つの頂点とし、円Oに内接し、重心がGと一致する。
点Mを直線PG上の点で、PG:GM=( キ ):( ク )を満たし、点Gに関して点Pの反対側にある点とする。このとき、PG<CGであることに注意すると、点Mは円Oの内部にあることがわかる。
点Mに着目して、(2)を振り返ると、条件を満たす三角形についての記述として、次の選択肢のうち、正しいものは( シ )であることがわかる。
( シ )にあてはまるものを1つ選べ。
(3)点Oを中心とする半径6の円Oがある。図1のように、円Oの周上に∠AOB=60°となるように2点A、Bをとる。線分ABの垂直二等分線と円Oの交点のうち、直線ABに関して点Oと同じ側にある点をCとする。また、線分ABの中点をDとし、△ABCの重心をGとする。
円Oに内接する三角形の外心は、つねに△ABCの外心と一致する。ここでは、円Oに内接し、重心も△ABCの重心と一致する三角形が、△ABC以外にいくつあるかについて考察しよう。
(i)CG:GD=( キ ):( ク )より
CG=( ケ )+( コ )√( サ )
となる。
(ii)点Pを円Oの周上の点でA、B、Cとは異なる点とする。このとき、次の条件を満たす三角形について考えよう。
【条件】
点Pを一つの頂点とし、円Oに内接し、重心がGと一致する。
点Mを直線PG上の点で、PG:GM=( キ ):( ク )を満たし、点Gに関して点Pの反対側にある点とする。このとき、PG<CGであることに注意すると、点Mは円Oの内部にあることがわかる。
点Mに着目して、(2)を振り返ると、条件を満たす三角形についての記述として、次の選択肢のうち、正しいものは( シ )であることがわかる。
( シ )にあてはまるものを1つ選べ。
- 点Pをどこにとっても、条件を満たす三角形は一つもない。
- 点Pをどこにとっても、条件を満たす三角形はちょうど一つある。
- 点Pをどこにとっても、条件を満たす三角形はちょうど二つある。
- 点Pのとり方によって、条件を満たす三角形の個数が変わる。
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この過去問の解説 (1件)
01
PG:GM=2:1なので、
PG=2GM
です。
また、Gは△ABCの重心であることから、
CG:GD=2:1なので(キ・クで確認済)、
CG=2GD
となります。
問題文には、PG<CGであるとありました。
PG=2GM,CG=2GDを当てはめると、
2GM<2GD
GM<GD
となります。
従って、GDを半径とする円G(点線の円)の内部に、
点Mが存在することになります。
円Gは円Oの内部にあるので、点Mは、円Oに内部に存在することになります。
(2)を思い出せば、点Mを中点とする円Oの弦は、ただ1つ存在することが分かっています。
そのような1本の弦の両端をS,Tとすれば、
△PSTは円Oに内接し、
△PSTの重心は、△ABCの重心Gと一致することになります。
条件を満たす三角形は、△PSTただ1つであることが分かります。
※
問題文には、あっさりと
「PG<CGであることに注意すると」
と書かれていましたね。
ですが、なぜPG<CGなのか、疑問を抱いた方も多かったと思います。
問題を解いているときは、
「まぁ、そういうことなんだろう…」
と、スルーして問題ないですが、
問題を解き終わった後では、行間を補っておくべきでしょう。
点Pは円Oの周上で、点A,点B,点Cとは異なる点です。
このとき、
CG=OC+OG
=OP+OG (OCとOPは円Oの半径)
>PG (△POGにおいて、三角形の成立条件から)
より、
PG<CG
となります。
「点Pをどこにとっても、条件を満たす三角形はちょうど一つある」が正解です。
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