2021年出題。 図のような縦12cm、横21cmの長方形ABCDがあり、辺ABの中点をEとし、辺CDの中点をFとする。 点Pは線分FE上を点Fの位置から毎秒1cmの速度で、点Qは辺BC上を点Bの位置から毎秒2cmの速度で同時に移動する。 このとき、三角形APQの面積が、最初に長方形ABCDの面積の7分の1になるのは、点P及び点Qが移動を始めてから何秒後か。(選択肢省略)![](https://blogimg.goo.ne.jp/user_image/54/70/5f13bb498adb98eca762f404aeffdbe6.jpg?1660530692)
長方形の面積の7分の1は、21×12÷7=36なので、三角形APQの面積が初めて36になるときを求めます。 普通に、x秒後に三角形APQの面積が36になるとして、方程式をつくりましょう。 図は、こんな感じですね。![](https://blogimg.goo.ne.jp/user_image/33/0f/139b92a64d18344e5460ab83d7498b71.jpg?1660559390)
もちろん、斜線部の三角形の面積は、長方形ABCD−三角形ABQ−台形PQCF−台形APFDとなるところですが、そういう方程式にすると、かなり式が難しくなります。 そこで、工夫をします。 三角形APQの辺AQと線分EFの交点をRとして、三角形APQを、三角形ARPと三角形QRPに分割します。![](https://blogimg.goo.ne.jp/user_image/53/d5/1da444d4aad857d2f7d5292ddbae9a52.jpg?1660560290)
RPの長さはxを使ってどう表されるでしょうか? 中点連結定理②より、ER=xだから、RP=21−2x。![](https://blogimg.goo.ne.jp/user_image/7f/04/979662d33c3b3f95223c2c9381341e09.jpg?1660561086)
![](https://blogimg.goo.ne.jp/user_image/7c/00/21310267a17c9d3c3d7026a6de846808.jpg?1660561086)
![](https://blogimg.goo.ne.jp/user_image/32/ac/9cc0a1b8728768dcf608bc3b0284edd5.jpg?1660561086)
また、三角形ARPも、三角形QRPも、底辺がRPで、高さが6cmなのだから、同じ面積。 三角形APQ=2×三角形ARPです。 よって、![](https://blogimg.goo.ne.jp/user_image/20/b9/efd32b8a49159c35aed880f36d16a9d3.jpg?1660561934)
正解は、7.5秒後です。![](https://blogimg.goo.ne.jp/user_image/57/42/12837f1df2b7d699df6f6f7b3297c9ec.jpg?1661046844)
![](https://blogimg.goo.ne.jp/user_image/12/2c/63e8a08479b0fc03c8d7ac7c5f1c97e6.jpg?1661046844)
![](https://blogimg.goo.ne.jp/user_image/34/91/31f1c5730a941eeb095c3ace7c76d38b.jpg?1661046844)
![](https://blogimg.goo.ne.jp/user_image/47/16/5a8884174bf801ec2451a6820c7b1d08.jpg?1661046844)
![](https://blogimg.goo.ne.jp/user_image/40/d2/2a29173d3168e28a9acd56b8aa42944a.jpg?1661046844)
![](https://blogimg.goo.ne.jp/user_image/02/6b/a8e1d0e8cf225937fc6c9d38001f1c0a.jpg?1661046844)
![](https://blogimg.goo.ne.jp/user_image/66/2b/dedf948e925c055802bf439c6865b4cd.jpg?1661046844)
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![](https://blogimg.goo.ne.jp/user_image/11/4f/7ded101d764c06d7c728a61c6b70dd83.jpg?1661046844)
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長方形の面積の7分の1は、21×12÷7=36なので、三角形APQの面積が初めて36になるときを求めます。 普通に、x秒後に三角形APQの面積が36になるとして、方程式をつくりましょう。 図は、こんな感じですね。
![](https://blogimg.goo.ne.jp/user_image/33/0f/139b92a64d18344e5460ab83d7498b71.jpg?1660559390)
もちろん、斜線部の三角形の面積は、長方形ABCD−三角形ABQ−台形PQCF−台形APFDとなるところですが、そういう方程式にすると、かなり式が難しくなります。 そこで、工夫をします。 三角形APQの辺AQと線分EFの交点をRとして、三角形APQを、三角形ARPと三角形QRPに分割します。
![](https://blogimg.goo.ne.jp/user_image/53/d5/1da444d4aad857d2f7d5292ddbae9a52.jpg?1660560290)
RPの長さはxを使ってどう表されるでしょうか? 中点連結定理②より、ER=xだから、RP=21−2x。
![](https://blogimg.goo.ne.jp/user_image/7f/04/979662d33c3b3f95223c2c9381341e09.jpg?1660561086)
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![](https://blogimg.goo.ne.jp/user_image/32/ac/9cc0a1b8728768dcf608bc3b0284edd5.jpg?1660561086)
また、三角形ARPも、三角形QRPも、底辺がRPで、高さが6cmなのだから、同じ面積。 三角形APQ=2×三角形ARPです。 よって、
![](https://blogimg.goo.ne.jp/user_image/20/b9/efd32b8a49159c35aed880f36d16a9d3.jpg?1660561934)
正解は、7.5秒後です。
![](https://blogimg.goo.ne.jp/user_image/57/42/12837f1df2b7d699df6f6f7b3297c9ec.jpg?1661046844)
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