オリジナル難問

正六角形の5等分【0025】

問題文
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正六角形上に点Pを取り、図のようにPからの直線を4つ引くと、面積が5等分されました。 FS:SR:REの比を求めなさい。

算数のたきび

ちょっと P を意地悪な場所に置いてみました。

灘中の問題に出てきそうな感じがします。

困った時だけヒントを見ましょう
ヒント1を表示▼

一辺が1cmの正三角形の面積を 1\ctext{1} とします。

その時、60°や120°に開いた角度の二辺で作る三角形の面積は簡単に表せます。

例えば、60°に開いた角度の二辺の長さが3cm, 5cm だとすると、その面積は 15\ctext{15}です。

また、120°に開いた角度の二辺の長さが3cm, 5cm の時でも、その面積は 15\ctext{15}です。

ヒント2を表示▼

仮に正六角形の一辺を1cm とおいて、正六角形全体の面積を 6\ctext{6} と置いてみましょう。

そうすると、5等分の面積は 1.2\ctext{1.2} です。

ヒント3を表示▼

三角形BCD の面積は 正三角形一つ分と同じ面積です。(120°に開いた1cmと1cmでできる三角形 ということからも説明できます。)

つまり、三角形BPDの面積は 1.2−1=0.2\ctext{1.2} - \ctext{1} = \ctext{0.2} と分かります。

ヒント4を表示▼

三角形ABD の面積は 2\ctext{2} です。なので三角形 APD : BPD = 1.8:0.2\ctext{1.8} : \ctext{0.2} となり、 AP : PB = 9:1 とわかります。

ヒント5を表示▼

そこからさらに、三角形PQD, PQE, PER, PRS と順に整理していって、長さを特定していきましょう。

ただし、REの長さを求める時にちょっと悩むかも知れません。

この問題の解答・解説

いきなり見ないで下さいね〜。
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作問者: 算数のたきび

灘中高 → 東大 → Googleを経て現在

元灘中高数学研究部(部長4年間)。何十年も前に文化祭で「灘中入試模試」企画を始めて、第1回〜4回の作問を担当。算数好きが楽しめるようなオリジナル算数難問をお届けします。