オリジナル難問

マス目にある3点に一つ足して9cm²の四角形を作る 【0043】

問題文
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1辺1cmの正方形でできた 8×8のマス目が あり、図の交点の位置に3つ黒丸があります。

もう一点、交点(外枠も含む)に黒丸を打つと、 その4点でできる四角形はすべての内角が 180度より小さく、面積が 9cm2 でした。

考えられる黒点の位置を全て書き込みなさい。

算数のたきび

マス目に適当に線を引いていたら思いついた問題です。

色々な可能性があるので、好きな人には刺さる問題だと思います。

また平面図形の基礎が詰まっている感じもします。

困った時だけヒントを見ましょう
ヒント1を表示▼

まずは与えられている3つの黒点を結んだ三角形の面積を求めてみましょう。3点をぴったり囲む縦3cm×横4cmの長方形を作り、外側の3つの直角三角形を切り落とすと面積が計算できます。

残りの1点で追加するべき面積はいくらでしょうか。

ヒント2を表示▼

全体の四角形の面積が 9cm29\mathrm{cm}^2 で、元の三角形が 5.5cm25.5\mathrm{cm}^2 なので、追加する三角形の面積は 9−5.5=3.5cm29 - 5.5 = 3.5\mathrm{cm}^2 です。3つの辺のそれぞれの外側に、新しくできる三角形の面積が 3.5cm23.5\mathrm{cm}^2 になる格子点を探してみましょう。

AB, AC, BC の各辺ごとに考えていきます。

ヒント3を表示▼

まず最初に、内角が180度以上(ブーメラン型)にならないような領域を確認しましょう。

その後で、例えばABから近い点Dを選び面積ABDの面積を計算し、図に記入していきます。 そうすると、Dの1つ左の点を選んだ時の面積や、1つ上の点を選んだ時の面積には法則があります。

ヒント4を表示▼

一つ3.5cm2を作れる点を見つけたら、他にも無いかチェックしましょう。

等積変形を思い出しましょう。

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。