算数

定期テストの最終問題

久々の数学問題です。
中3最後の定期テストの最終問題です。
問題文はこんな感じ

y=3/4xのグラフ上に点P,Qがある。
点Aは(8,0)である。
△PQAが正三角形になるときPQの長さは?

 色を付けると見やすいよね

まず単位が無いんですよね。座標軸の1つは1cmとか規定してくれると嬉しいんですけど。
だから回答はナントカcm とかじゃあなくナントカだけになるんですね。
長さは?って聞かれてるのに数値だけって良いんだろうか??
単位が無いと「長さ」にならないじゃん。
ワスは「何か嫌」です。 君の身長は?って聞かれると「170」って答えるのと一緒で170mかも知れないじゃん。
ん、、身長なら予想はつくけど「昨日の気温は32だったから寒かったね!」「華氏か!!」って。

まあとにかくです。ワスは感覚的に「y=3/4x」と言われると『答えは5』と予想つけちゃいます。だって3:4:5の直角三角形を思い出すじゃあないですか。
だから答えは5!!  、、、違うんだってさ。

ちょっと脱線します。
ワスは大学生の頃、ハンドボール部に属していました。当時は主に外で練習してました。白線が消えちゃうので直角を図るのに20m のメジャーを引っ張り出しては3m 4m 5mを利用して直角を求めてたんですよね。
でね、ある日某先輩がワスにこう言うんですよ。「ヨシダよう、、長さが長い方が正確な直角にならないか?」って。まあ確かにそうです。で、ワスは思うわけです。メジャーは20mなので、1:1:√2を利用して20mを最大限使うとして1の部分は20を3,41421356で割って、、嗚呼メンドクサ!!
「せんぱーい、電卓もないし無理っすよぉ〜」
先輩はすかさず言います。
「馬鹿だな〜ヨシダ。そんなの暗算じゃん、それぞれ2mづつ足して5m 6m 7m に、、、」


気を取り直して考えます。
で、次の図のように点B(8,6)と 点Aを通って y=3/4x に垂直に交わる点を点Cとして考えACの長さを求めましょう、そうしましょう。で、三角形AQCが30° 60° 90°であることを利用しましょう。

三角形AOBは底辺8高さ6の直角三角形だから面積は24です。
で三角形AOBは先の3:4:5を思い出してみるとわかるんですけどOBが10になるんですよね。
一応計算しますと6^2 + 8^2 =36+64=100 したがってOB=10です。

次に、底辺がOB の三角形の高さはCAってことになるので 10✕CA✕1/2=24。だから CA=24/5 です。
三角形QCAは ∠30° ∠60° ∠90° の三角形ですので 
QC:AQ:CA=1:2:√3 より AQ:CA=2:√3 → AQ:24/5=2:√3 → AQ=24/5✕2÷ √3
で、答えは 16√3/5(5分の16・ルート3)ですね。

∠30° ∠60° ∠90° の三角形 の辺の長さの比を知らなければ出来ない問題でした。


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