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授業の工夫事典!!(塾講師・教師)コミュの図形問題

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少し趣旨から変わるかもしれませんが

中学生の問題を教えていて
sinを使わず解くとかなり面倒なとき方になりました。(FAの延長線上にGから引いた垂線をHとし△GHFから△GHAを引く)
もっと簡単に解けるような気がするのですが

なにか中学レベルで画期的な解き方が分かる方はいますか?


【問題】
図で△ABCと△ADEは共に正三角形で、F,Gはそれぞれ辺BC、EDの中点である。
AB=2cm、AG=1cm、∠DAC=45°のとき、△AFGの面積を求めよ。


ちなみに答えは (3√2+√6)/8 です。

コメント(14)

画期的というのは思いつきませんが、私だったら∠FAI=60°となるような直線AIをひき、FとGからこの直線に垂線をひき、三角定規2つをつくります。(上の左図、∠FIH=∠GJH=90°)
三角定規の3辺はすべて簡単に求められ、
△AFG=△AFH+△AGH
    =1/2(AH×FI+AH×GJ)であり、
IH:JH=FI:GJからJHが求められるので、
AH=AJ+JHより計算すれば△AFGが求められます。

分母の有理化が面倒なので、普通の中学生には難しいですが……
私も同じような解き方をします。
三角形AFGのひとつの角は105度であるので、30度定規形と45度定規形を組み合わせで解く方針でいきます。
∠AHG=45度となるように点Hを線分AF上にとり、点Aから線分HGに垂線AIを下ろします。このとき三角形AHIは45度定規形、三角形AIGは30度定規形となるので、辺の比から線分AHの長さと三角形AHGの面積が求まります。あとは線分AHとAFの長さの比から、面積比を考えることにより、三角形AFGの面積が求まります。
2辺が与えられていて、それをはさむ角が105度の三角形については、そのような面積の求め方がオーソドックスだとは思うのですが、もっと楽に解く方法はわかりませんでした。
>じゅんじゅん、montaさん
コメントありがとうございました。
やはりコレは簡単そうに見えても解くのは結構大変な問題なんでしょうかね?
試験問題として出題されていて、試験時間(1問約10分弱)を考えると「捨て問」ってことですかね
受験校によるでしょうが、難関校でないなら「解けなくても受かる」レベルだと思います。
逆に最難関校の問題なら、とらなくてはいけないでしょう。
この問題を捨てるかどうかは、他の問題とのバランス、生徒の解く力やスピードにも関わってくるので、一概には言えないように思います。
>なにか中学レベルで画期的な解き方が分かる方はいますか?

難関高受験生レベルだと「15°、75°、90°」の比は皆使えます。GからFAの延長におろした垂線の足の長さは「一瞬で」求められるので、わざわざ引かなくても面積は1分程度で求められます。

105°や120°を見たら「外に出して特別角を作る」が基本線だと思いますが。
>105°や120°を見たら「外に出して特別角を作る」が基本線だと思いますが。

「が」ではなく「も」の間違いでした。
>5:FDHさん

1つ教えていただきたいのですが……

中学生に「15°、75°、90°」の比を教えるときは、どのようにされているのでしょうか。

私が考えると(上図でAC=1として)
∠ADC=60°となるようにDをとると、BC=2+√3より、
AB^2=1^2+(2+√3)^2 より、
AB^2=8+4√3     となり、これから
AB =√6+√2  と計算すると思うのですが、
この最後の部分 √(8+4√3)=√6+√2 は
二重平方根の公式を使って導くのでしょうか?
それとも、全く別の導き方があるのでしょうか?

以前このへんの教え方で悩んだことがあり、行き詰まった記憶があるので、よろしければ教えていただきたいです。
よろしくお願いします。
 中学生に「15°、75°、90°」の比を教えるときは、どのようにされているのでしょうか。

一度、「15°、75°、90°」を対称に組み合わせて、
「30°、75°、75°」の二等辺三角形?を作成します。このなかには、「30°、75°、75°」の三角形?が、
「75°の部分に30°をの補助線を引くと、75°の底角が九通になる形で作成されます」
そうすると、その二等辺三角形?の底角の頂点と二等辺三角形?の30°を用いるように、三角定規を組み合わせた形で長さを求めます。
 次に、二等辺三角形?の頂角から垂直線を引いて、比を求めると良いのでは、、、、
じゅんじゅんさん

私は二重根号のはずし方の指導をしていません。
直角をはさむ2辺の比が1:2+√3であることを説明し、次に30°と75°の二等辺三角形を用意します。底辺を2として分割し、等辺√6+√2を導きます。

詳細は「高校への数学2006年9月号P22」に載せてあります。
ビックさん

思いっきりかぶってしまいました(^^)。
ビックさん、FDHさん、ヤマダムさん

理解できました。そういう方法があったのですね。
ありがとうございました。
塾講師一年目のものです。

一つ疑問があるので書き込ませていただきます。


こういう問題は正確な図が確実に与えられているのですか?

もし、図がなくて自らがかかなければ(正確に書けるわけではない)場合、∠AGJ<45°がわからなければまちがえてしまう可能性があると思います。

どうなんですか?
ぎょどりーさん

入試問題ということで言えば「学校による」としか言いようがありません。図をかくところから要求される学校、与えられた図が正しくない学校、定規で測れば正解が出てしまう学校、さまざまです。

ある程度上位の生徒であれば、「図は正確に手早く書く」ことを習慣にさせたいところです。

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