MathTriangleの雑記帳

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中学数学/学研教育出版・牧野正博著 相似な図形の周の長さと面積の比 p.434 (練習129)

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中学数学/学研教育出版・牧野正博著 相似な図形の周の長さと面積の比 p.434
(練習129)

f:id:MathTriangle:20170617181922j:image

[解]

(1)

仮定より∠COF=108°なので、∠EOB=∠AOBー∠COF=180°ー108°=72°

となるから、2つのおうぎ形OEB、OCFの中心角はそれぞれ72°、108°である。

よって仮定よりCA=AOであり、線分AO、OBは共に半円Oの半径でAO=OBであるから

OC:OB=(CA+AO):OB

=2AO:OB

=2OB:OB

=2:1

となる。よって2つのおうぎ形OEB、OCFの弧の長さは半径と中心角の大きさに比例するので、

弧CF:弧EB=(108×2):(72×1)

=(3×2):(2×1)

=3:1

である。

 

(2)

2つのおうぎ形OAEとOEBのそれぞれの半径は共に内側の半円の半径であるから等しく、

(1)の議論よりおうぎ形OCF、OEBの中心角はそれぞれ108°、72°であり、

半径が等しいおうぎ形の面積比は、中心角に比例するので、

おうぎ形OAE:おうぎ形OEB=108:72=3:2

おうぎ形OAE=(3/2)×おうぎ形OEB・・・[1]

である。一方仮定よりOA=ACなので、

OA:OC=OA:(OA+AC)

=OA:2OA

=1:2

となり、2つのおうぎ形OAE、OCFは相似で、その相似比は半径の比に等しく、

面積比はその2乗に等しいので、

おうぎ形OAE:おうぎ形OCF=(OA)^2:(OC)^2=1^2:2^2=1:4・・・[2]

となる。よって四角形ACFEの面積はおうぎ形OCFの面積から

おうぎ形OAEの面積を引いたものなので[2]より

四角形ACFE:おうぎ形OAE=(4ー1):1=3:1

四角形ACFE=3×おうぎ形OAE

となるから[1]より

四角形ACFE:おうぎ形OEB=3×((3/2)×おうぎ形OEB):おうぎ形OEB

=(9/2):1

=9:2

となる。

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