東久留米 学習塾 塾長ブログ

東京都東久留米市滝山の個別指導型学習塾 塾長白井精一郎のブログ

整数問題(23)[灘高]

2018-08-31 10:42:51 | 数学・算数の話
こんにちは。東久留米市の学習塾塾長です。

今回は、2015年灘高入試に出題された整数問題を取り上げます。

問題は、
「次の[  ]内に適する数を記入せよ。

自然数aに対して、

を越えない最大の整数をbとし、

をcとする。b=a+6 が成り立つとき、

である。」
です。

仮定から

で、bは

を越えない最大の整数ですから、

が成り立ちます。

b=a+6 を(1)に代入すると、

になり、これと(2)から

が成り立ちます。

これを整理して、

とします。

このとき、

から

が成り立ち、aは自然数なので、a=9 になります。

すると、

で、したがって、

になります。

そこで、与式を

と因数分解し、右辺に(3)、(4)を代入して、

です。

以上から、

で、これが答えです。


簡単な問題です。

What day のはなし

2018-08-30 10:50:16 | 英語の話
こんにちは。東久留米市の学習塾塾長です。

平成28年度の都立高校英語入試問題に、歌舞伎の観劇を相談している留学生の Tim と高校生の Hideo の会話文が出題されていて、そのなかに、
What day shall we go?
(何曜日に行こうか)
という台詞があります。

この day は、曜日 を表していて、例えば、「今日は何曜日ですか」は、
What day is it(today)?
と言います。

それに対して、日付 を尋ねる場合は、
What date is it today?
What’s the date today?
(今日は何日ですか)
と言います。

ところが、 ウィズダム英和辞典 にある「曜日・日付の尋ね方」に、
What day is it(today)?
が、日付 を尋ねる「今日は何日ですか」の意になることもあるとあり、曜日 または 日付 を尋ねることを明確にしたい場合は、

I don’t know what day of the week it is.

((今日が)何曜日かわからない)[of the week を添える形は間接疑問文で用いられる方が多い]

What day of the month is it?
(今日は何日ですか)

のように、 of the weekof the month を添えることがあると記しています。

因みに、「明日」の 曜日 を尋ねる場合は、
What day is (it) tomorrow?
(明日は何曜日ですか)
のように、通例 現在形 を用い、遠い未来については
What day will January first be (on) in 2030?
(2030年の1月1日は何曜日ですか)
のように、 will を用いるのが普通だそうです。


頭に入れておくと役に立つことがあるかもしれません。

図形問題(26)[灘高]

2018-08-29 10:14:43 | 数学・算数の話
こんにちは。東久留米市の学習塾塾長です。

今回は、2015年灘高入試に出題された図形問題を取り上げます。

問題は、
「△ABCの3つの辺すべてに接する円の中心を I とし、△ABCのすべての頂点を通る円と直線AIの交点のうち、Aと異なるものをDとする。また、図のように、直線AD上に ID=DEを満たす点Eをとる。さらに、直線CEに関して点Bと対称な点をFとする。

▲問題図

このとき、次の(1)(2)を証明せよ。

(1) △CDI は二等辺三角形である。

(2) 3点A、C、Fは同一直線上にある。」
です。

(1)から始めましょう。

I は△ABCの内心なので、図1のように、
∠BAD=∠CAD=
∠ACI=∠BCI=
です。


▲図1.I は△ABCの内心です

すると、
∠CID=∠CAI+∠ACI=
になります。

また、∠BADと∠BCDは弧BDの円周角なので、
∠BAD=∠BCD=
が成り立ち、
∠ICD=∠BCD+∠BCI=
になります。

ここで、△CDI の2つの内角が等しいことから△CDIは二等辺三角形になります。

次に(2)です。

△CDI は二等辺三角形なので、
DC=DI
です。

また仮定から、
ID=DE
なので、
DI=DC=DE
が成り立ちます。

すると図2のように、点C、I、Eは点Dを中心とする円周上の点になります。


▲図2.点C、I、Eは点Dを中心とする円周上の点になります

このとき、線分IEは、この円の直径なので、
∠ICE=90°
で、つまり、直線CI は直線CEと垂直に交わります。

一方、直線BFと直線CEは垂直に交わるので、
CI//FB
です。

すると平行な直線の錯角は等しいので、図3のように、
∠CBF=∠BCI=
になります。


▲図3.∠CBF=∠BCI=です

ここで△CBFに注目すると、直線CHは辺BFの垂直二等分線なので△CBFは二等辺三角形で、二等辺三角形の底角は等しいので、
∠CBF=∠CFB=
です。

すると図4のように、△CBFの内角の和が180°であることから
∠BCF+∠CBF+∠CFB=∠BCF+×2=180°
が成り立ちます。


▲図4.∠BCF+×2=180°です

このとき、
∠ACF=∠BCF+∠ACI+∠BCI=∠BCF+×2
なので、
∠ACF=180°
が成り立ちます。

したがって、3点A、C、Fは同一直線上にあります。


簡単な問題です。

another cup of tea のはなし

2018-08-28 10:40:41 | 英語の話
こんにちは。東久留米市の学習塾塾長です。

中2の英語教科書に、
And help yourself to another cup of tea
(お茶のおかわりは、自分で取って飲んでね)
という文があります。

この another の用法について、 オックスフォード実例現代英語用法辞典 に、可算名詞の単数形 の前に置いて、例えば、
 Could I have another piece of bread?
(パンをもう1枚いただけますか)
のように「追加、余分」の意味を表すとあり、これに対して、不可算名詞や複数の名詞 の場合は、
do some more work
(もう少し仕事をする)
 Would you like some more meat?
(肉をもっといかがですか)
のように、 some more を用いるのが普通と記してあります。

つまり、上の教科書の文では、 tea不可算名詞 (主にイギリス英語で「お茶1杯」(=a cup of tea)を表す可算名詞もあります)なので、 another cup of tea としているということです。

ところが、 ウィズダム英和辞典 には、another coffeeanother cup of coffee の意で用いることがあるとあり、例文として、
Would you like some more[another] coffee?
(コーヒーをもう少し[もう一杯]いかがですか)
を挙げています。(前者は同じカップに注ぐ場面で、後者は別のカップを使う場面で用いるそうです)

そこで、Google Books Ngram Viewer で、another cup of tea、another tea、some more tea の使用頻度を調べてみると、
another cup of tea : another tea : some more tea=5 : 1 : 3
で、教科書にある another cup of tea が優勢です。


頭に入れておくとよいでしょう。

計算問題(2)[灘高]

2018-08-27 10:34:59 | 数学・算数の話
こんにちは。東久留米市の学習塾塾長です。

今回は、2011年灘高入試に出題された計算問題を取り上げます。

問題は、
「次の[  ]内に適する数を記入せよ。

a、bは0でない定数とする。xy平面上で、
2直線

の交点が、
2直線

の交点と一致するとき、a=[  ]、b=[  ]である。」
です。

それぞれの組の2直線の交点が一致するということは、4つの直線が同じ点を通ることになります。

したがって、
2直線

の交点が、4つの直線の交点になります。

そこで、まず、2直線

の交点を求めましょう。




で、これを(2)に代入して、

です。

これらを残りの2つの直線の式に代入すると、

になります。

このとき、


で、これを(4)に代入して、

です。

したがって、

で、これが答えです。


簡単な問題です。

接尾辞-ship のはなし

2018-08-26 10:26:54 | 英語の話
こんにちは。東久留米市の学習塾塾長です。

中3英語教科書の「大切な言葉」についての Word Bankfriendship(友情) が挙がっていて、
The best book I have ever read is Hashire Merosu.
(私がこれまでに読んだ本で一番なのは「走れメロス」です)
It is about friendship.
(それは、友情についての本です)
という例文を見つけることができます。

この friendship-ship接尾辞 といい、名詞や形容詞の後ろについて、 状態、性質、地位、役職、技能、能力、集団などを意味する名詞 を作ります。

例えば、オックスフォード現代英英辞典 には、
1.the state or quality of(状態または性質)
  ownership(所有権、所有者であること)
  friendship(友情、友好関係)

2.the status or office of(地位または役職)
  citizenship(市民権、公民であること)
  professorship(教授の職)

3.skill or ability(技能または能力)
  musicianship(音楽[演奏]の技術)

4.the group of(集団)
  membership(会員であること)
と記してあります。

さらに、これらのほかにも、
championship(選手権、優勝者の地位)
leadership(統率力、リーダーの資質)
partnership(提携関係)
など、 -ship接尾辞 にする多くの言葉があるので、それらを調べて、整理しておくのもいいかもしれません。

平成30年度都立高校入試問題(17)[共通]

2018-08-25 10:18:10 | 数学・算数の話
こんにちは。東久留米市の学習塾塾長です。

今回は平成30年度都立高校数学入試問題を取り上げます。

問題は、共通問題に出題された大問5の図形問題で、それは、
「下の図1に示した立体ABC-DEFは、
AB=AC=AD=9cm
∠BAC=∠BAD=∠CAD=90° の三角柱である。


▲図1.問題図(1)

辺EFの中点をMとする。
頂点Cと点Mを結び、線分CM上にある点をPとする。
頂点Bと点P、頂点Dと点Pをそれぞれ結ぶ。
次の各問に答えよ。

[問1] 次の[  ]の中の「く」「け」に当てはまる数字をそれぞれ答えよ。
     図1において、点Pが頂点Cに一致するとき、∠BPDの大きさは、[くけ]度である。

[問2] 次の[  ]の中の「こ」「さ」に当てはまる数字をそれぞれ答えよ。
    下の図2は、図1において、頂点Aと頂点P、頂点Bと頂点Dをそれぞれ結んだ場合を表している。


▲図2.問題図(2)

CP:PM=2:1のとき、
立体P-ABDの体積は、[こさ]cm3 である。」
です。

△BPDの各辺の長さは、図3のように、1辺の長さが9cmの正方形の対角線の長さと等しいので、△BPDは正三角形になります。


▲図3.△BPDは正三角形です

したがって、∠BPD=60°で、「く」=、「け」= が[問1]の答えです。

次に[問2]です。

図4の左側の図のように、点Pから辺EFに垂線を下ろしその足をQとすると、MQ:QF=1:2 になります。


▲図4.線分DRの長さを計算します

次に図4の右側の図のように、点M、点Qから辺DFに垂線をおろしその足をそれぞれN、Rとすると、NR:RF=1:2 で、NF=9/2cmからNR=3/2cmになり、したがって、DR=6cmです。

ここで立体P-ABDを、底面が△ABD、高さがDRの三角錐と考えれば、立体P-ABDの体積は、
9×9×1/2×6×1/3=81cm3
で、「こ」=、「さ」= が答えです。


簡単な問題です。

take a walk のはなし

2018-08-24 10:16:27 | 英語の話
こんにちは。東久留米市の学習塾塾長です。

中2の英語教科書に、
I like taking a walk
(私は散歩が好きです)
という文があります。

この take a walk は「散歩する」を意味し、他にも “take a 名詞” という形で行為を表す表現があり、さらに “have a 名詞” という形もあります。

これらの “take a 名詞” と “have a 名詞”について、 ウィズダム英和辞典 には、一般に takeアメリカ英語《米》 で、 haveイギリス英語《英》 で好まれる傾向があるが、名詞によって takehave のどちらかのみしか用いられないものや、一方が優勢なものや、ほとんど同じように用いられるものがあると記してあります。

具体例として、
《米》と《英》で差があるもの
  take a look(見る):主に《米》
  have a look    :主に《英》

  take a walk(散歩する):《米》で好まれる。《英》では堅く響き、go for a walk が好まれる

take/have のいずれかに偏りのあるもの
  take[have] a break(ひと休みする):《米》、《英》ともに take が優勢

  have a drink(飲む):《米》、《英》ともに have が優勢。take a drink は主に《米》

take/have をほぼ同じように用いるもの
  take[have] a seat(座る)
  take[have] a ride(乗る) go for a ride の方が優勢
が挙げてあります。


頭に入れておくと役に立つこともあるかもしれません。

平成30年度都立高校入試問題(16)[国立高]

2018-08-23 10:20:55 | 数学・算数の話
こんにちは。東久留米市の学習塾塾長です。

今回は平成30年度都立高校数学入試問題を取り上げます。

問題は、国立高で出題された大問1の作図問題で、それは、
「下の図は、円と円の外部の点Aを表している。解答欄に示した図をもとにして、点Aから円への2本の接線を作図せよ。
 ただし、作図に用いた線は消さないでおくこと。」
です。

▲問題図

まず、円の中心を求めましょう。

図1のように、円の2本の弦の垂直二等分線を引き、それらの交点をOとすると、点Oが円の中心になります。


▲図1.円の中心Oを求めました

次に図2のように、線分AOの垂直二等分線を引き、線分AOの中点Mを求めます。


▲図2.線分AOの中点Mを求めます

続いて図3のように、点Mを中心とする直径AOの円を描き、円Oとの交点をC、Dとします。


▲図3.直線ACと直線ADが2本の接線になります

最後に点Oと点C、点Oと点Dを結べば、直線OCと直線ODが求める2本の接線になります。


接線の作図方法を覚えておくとよいでしょう。

lawyer のはなし

2018-08-22 10:48:28 | 英語の話
こんにちは。東久留米市の学習塾塾長です。

中3英語教科書にある「職業」に関する Word Bank のなかに、lawyer(法律家、弁護士)という単語があります。

この lawyerウィズダム英和辞典 で調べてみると、その 類義語attorney、barrister などが挙げてあり、それらの違いについて、

lawyer は弁護士をさす一般的な語で、米では堅い表現で attorney という。

● 英では主に solicitorbarrister に区別され、
solicitor
 「事務弁護士」(依頼に応じて契約書・遺言書の作成, 財産相続などの法律事務を行う)および下級裁判所の「法廷弁護士」をさす。

barrister
 上級・下級裁判所の「法廷弁護士」をさす。スコットランドでは advocate という。
 
● 法廷弁護士は米、英ともに堅い表現で、 counsel といい、米では counselor ともいう。

と解説しています。


また、 現代英語語法辞典 には、米では solicitor は市・町・州などの「法務官」をさすとあります。


頭に入れておくと役に立つこともあるかもしれません。

平成30年度都立高校入試問題(15)[国立高]

2018-08-21 10:13:38 | 数学・算数の話
こんにちは。東久留米市の学習塾塾長です。

今回は平成30年度都立高校数学入試問題を取り上げます。

問題は、国立高で出題された大問4の図形問題で、それは、
「下の図1に示した立体C-APBは、AB=4cm、BC=2cm、∠CBA=∠CBP=90°の三角すいである。


▲図1.問題図(1)

 ただし、点Pは2点A、Bを直径とする半円の弧AB上にある点で、点Aと点Bのいずれにも一致しない。
 次の各問に答えよ。

[問1] △CPBの面積が△CABの面積の1/2となるとき、三角すいC-APBの体積は何cm3か。

[問2] 点Bから平面CAPに垂直な直線を引き、その交点をHとした場合を考える。
  三角すいC-APBの体積が最も大きくなるとき、線分BHの長さは何cmか。
  ただし、答えだけでなく答えを求める過程が分かるように、途中の式や説明なども書け。

[問3] 下の図2は、図1において、弧AP:弧PB=2:1、弧AP上にあり弧AQ:弧QP=1:1である点をQ、辺BCの中点をMとし、点Qと点Mを結び、線分QMと平面CAPの交点をRとした場合を表している。


▲図2.問題図(2)

 点Rと点A、点Rと点P、点Rと点Bをそれぞれ結んでできる三角すいR-APBの体積は何cm3か。」
です。

△CABの面積は 4×2×1/2=4cm2 ですから、△CPBの面積は 2cm2 で、したがって、図3のように、PB=2cmになります。


▲図3.PB=2cmです

また、点Pは線分ABを直径とする半円周上の点なので、∠APB=90°です。

そこで、直角三角形ABPに三平方の定理を適用すると、

が成り立ち、ここに AB=4cm、BP=2cmを代入すると、

です。

すると、△ABPの面積は、

になり、三角すいC-APBの体積は、

で、これが[問1]の答えです。

次に[問2]です。

三角すいC-APBの体積が最も大きくなるのは△APBの面積が最大になるときで、それは図4のように、点Pが、∠AOP=90°となる位置にあるときです。


▲図4.∠AOP=90°のとき、三角すいC-APBの体積が最大になります

このとき、△APBは直角二等辺三角形なので、

で、その面積は4cm2になります。

したがって、三角すいC-APBの体積は、4×2×1/3=8/3 cm3 になります。

続いて△APCの面積を計算しましょう。

図4のように、直角三角形ABC、PBCに三平方の定理を適用して、

を求め、それらを二乗すると

になります。

このとき

から

なので、

が成り立ち、三平方の定理の逆から∠APC=90°です。

したがって、△APCの面積は、

になります。

ここで、三角すいC-APBの底面を△APCとすると、その体積は、

で、これが8/3になることから

で、これが答えです。

最後の[問3]です。

図5のように、点PとQは、弧AQ=弧QP=弧PBを満たす位置になります。


▲図5.弧AQ=弧QP=弧PBになります

すると、△APBと△AQBはその内角が90°、60°、30°の直角三角形になり、

なので、△APBの面積は、

です。

また、直線APと直線BQとの交点をSとすると、△OBSはその内角が90°、60°、30°の直角三角形で、

になります。

ここで図6のように、平面BCQを考えると、直線CSと直線MQとの交点がRになり、RTを求めれば三角すいR-APBの体積を計算することができます。


▲図6.平面BCQを考えます

△QRT∽△QMBから、QT:RT=QB:MBなので、

で、これを整理して、

です。

△SRT∽△SCBから、ST:RT=SB:CBなので、

で、これを整理して、

です。

(1)と(2)から、

です。

したがって、三角すいR-APBの体積は、

で、これが答えです。


簡単な問題です。

accident のはなし

2018-08-20 10:11:58 | 英語の話
こんにちは。東久留米市の学習塾塾長です。

中2の英語教科書に、
He lost his right arm in an accident when he was six.
(6歳のとき、彼は事故で右腕を失った)
という文があります。

この accidentウィズダム英和辞典 で調べてみると、その 類義語happening、occurrence、event、incident との違いが、

accident
  事故など予期せずに起こる、通例深いな出来事をいい、殺人や窃盗など人の意思によって起こることには用いない

happening
  出来事を表す一般語で、しばしばその異常さをいう場合に好まれる

occurrence
  出来事を表す一般語で、日常性や非日常性、頻度の高低をいう場合に好まれる

event
  比較的重要な出来事

incident
  event に付随する比較的些細な出来事をいい、しばしば控えめ表現として戦争・暴動などに発展しうる事件にも用いる

とまとめてあります。


頭に入れておくと役に立つかもしれません。

平成30年度都立高校入試問題(14)[西高]

2018-08-19 11:01:30 | 数学・算数の話
こんにちは。東久留米市の学習塾塾長です。

今回は平成30年度都立高校数学入試問題を取り上げます。

問題は、西高で出題された大問4の図形問題で、それは、
「下の図1で、△ABCは正三角形である。


▲図1.問題図(1)

 点Dは、辺BC上にある点で、頂点B、頂点Cのいずれにも一致しない。
 頂点Aと頂点Dを結ぶ。
 線分ADを1辺とする正三角形ADEを、辺ACと辺DEが交わるようにつくり、辺ACと辺DEの交点をFとする。
 頂点Cと頂点Eを結ぶ。
 次の各問に答えよ。

[問1] 下の図2は、図1において、∠BAD=15°の場合を表している。


▲図2.問題図(2)

     CD=4cmのとき、△ABCの一辺の長さは何cmか。

[問2] 図1において、△ACE∽△DCFであることを証明せよ。

[問3] 下の図3は、図1において、∠BAD=30°のときに、△ABDが△ACEと重なるように、点Aを回転の中心として、△ABDを反時計回り(矢印の方向)に60°回転移動させ、そのときに線分BDが通過した部分を斜線で示した場合を表している。


▲図3.問題図(3)
 
     AB=8cmのとき、線分BDが通過した部分の面積は何cm2か。
     ただし、円周率はπとする。」
です。

図4のように、Dから直線ACに垂線を下ろし、その足をHとすると、△CDHはその内角が90°、60°、30°の直角三角形になり、△ADHは直角二等辺三角形になります。


▲図4.△CDHは内角が90°、60°、30°の直角三角形、△ADHは直角二等辺三角形です

このとき、CD=4cmなので、

で、

です。

したがって、△ABCの一辺の長さは、

で、これが[問1]の答えです。

次に[問2]です。

まず図5のように、△FAEと△FDCに注目しましょう。


▲図5.△FAEと△FDCに注目します

ここで、∠FEA=∠FCD (正三角形の1つの内角)、∠AFE=∠DFC (対頂角)から、△FAE∽△FDCです。

したがって、∠FAE=∠FDCから、∠CAE=∠CDEが成り立ち、このとき円周角の定理の逆から、4点A、D、C、Eは同一円周上にあります。

次に図6のように、△ACEと△DCFに注目します。


▲図6.△ACEと△DCFに注目します

円に内接する四角形の対角の和は180°なので、∠AEC=180°-∠ADCで、このとき、∠ADC=∠ADF+∠CDF=60°+から、
∠AEC=180°-(60°+)=120°-
になります。

一方、
∠DFC=180°-(∠CDF+∠DFC)=180°-(+60°)=120°-
です。

したがって、∠AEC=∠DFCです。

また、∠CAE=∠CDFなので、△ACE∽△DCFになります。

最後の[問3]です。

図7のように、
・ ∠BAD=30°から∠DAC=∠CAE=30°
・ 線分ADは辺BCの垂直二等分線なので
  
・ AB=AC=8cm
ですから、△ABD≡△ACD≡△ACEになり、したがって、(△ABDの面積)=(△ACEの面積)です。


▲図7.△ABDの面積と△ACEの面積は等しくなります

一方、
(線分BCが通過した部分の面積)= (扇形OBCの面積)-(△ABDの面積)-(△ACDの面積)+(△ACDの面積)+(△ACEの面積)-(扇形ADEの面積)
で、ここで(△ABDの面積)=(△ACEの面積)から、
(線分BCが通過した部分の面積)=(扇形ABCの面積)-(扇形ADEの面積)
になります。

このとき、


から

で、これが答えです。


簡単な問題です。

weekend のはなし

2018-08-18 10:49:57 | 英語の話
こんにちは。東久留米市の学習塾塾長です。

中2の英語教科書に、
What are you going to do this weekend
(今週末に何をするんですか)
という英文があります。

この weekend は、ウィズダム英和辞典 によると、通例、土曜日と日曜日を指すものの、時に金曜日の晩を含む とあります。

また、 weekend に「時を示す前置詞」を付ける場合、英国 では at米国 では on を用い、 オックスフォード現代英英辞典 には、

(British English)
The office is closed at the weekend

(その事務所は週末は閉まっています)

(especially North American English)
The office is closed on the weekend

という用例を挙げています。

さらに、
(British English,informal
I like to go out on a weekend

(週末に外出するのが好きです)
というくだけた言い方もあるようです。


頭に入れておくと役に立つこともあるかもしれません。

平成30年度都立高校入試問題(13)[日比谷高]

2018-08-17 10:05:45 | 数学・算数の話
こんにちは。東久留米市の学習塾塾長です。

今回は平成30年度都立高校数学入試問題を取り上げます。

問題は、日比谷高で出題された大問4の立体図形問題で、それは、
「下の図1に示した立体ABCDEF-GHIJKLは、AB=6cm、AG=a cmの正六角柱である。


▲図1.問題図(1)

 辺IJ上の点をM、辺EK上の点をNとし、頂点Aと頂点D、頂点Aと点M、頂点Aと点N、頂点Dと点M、頂点Dと点N、点Mと点Nをそれぞれ結ぶ。
 次の各問に答えよ。

[問1] 立体ABCDEF-GHIJKLの尿面積をaを用いた式で表せ。

[問2] a=9、IM=4cm、EN=x cm(0<x<9/2)とする。∠ANM=90°のとき、xの値を求めよ。
     ただし、答えだけではなく、答えを求める過程がわかるように、途中の式や計算なども書け。

[問3] 下の図2は、図1において点Mが辺IJの中点で、点Nが頂点Kの位置にある場合を示している。
     a=10のとき、立体A-DMNの体積は何cm3か。」


▲図2.問題図(2)


図3のように、正六角柱の底面ABCDEFは、1辺の長さが6の正三角形が6個集まったもので、その1つの正三角形の高さは

なので、底面積は、

になり、上下合わせて

です。


▲図3.底面ABCDEFを調べます

一方、側面積は、6a cm2の長方形6個分なので、36a cm2です。

したがって、立体ABCDEF-GHIJKLの表面積は、

で、これが[問1]の答えです。

次に[問2]です。

これは、三平方の定理を何回か使えば解けそうです。

まず、線分AMの長さを求めましょう。

図4で、直角三角形GIMに注目すると、

から、三平方の定理により、

です。


▲図4.線分AM、ANおよびMNの長さを求めます

次に直角三角形AGMに注目すると、

から、三平方の定理により、

と、線分AMの長さが判りました。

続いて線分ANの長さを求めましょう。

直角三角形AENに注目すると、

から、三平方の定理により、

と、線分ANの長さが判りました。

最後に線分MNの長さを求めます。

Kから直線IMに下ろした垂線の足をXとし、直角三角形KMXに注目すると、

から、三平方の定理により、

です。

次に直角三角形KMNに注目すると、

から、三平方の定理により、

と、線分MNの長さが判りました。

ここで、△AMNは直角三角形なので、

が成り立ち、これに、

を代入して、整理すると、

になります。

このとき、0<x<9/2から、x= で、これが答えです。

最後の[問3]です。(下記コメントにあるように、三角錐M-ADPと三角錐K-ADPに分割するほうが簡単です。2020/12/5追記)

図5のように、立体A-DMNの体積は、台形ADJPを底面とする四角錐K-ADJPとM-ADJPの体積の和から三角錐D-JKMの体積を引いたものになります。


▲図5.四角錐K-ADJPとM-ADJP、三角錐D-JKMの体積を計算します

ここで図5の右側の図のように、正六角形GHIJKLを考えると、△JMP∽△OKPで、その相似比はJM:OK=1:2になり、このときOJ=6cmから、JP=2cmになります。

したがって、台形ADJPの面積は、(12+2)×10×1/2=70cm2になります。

続いて、2つの四角錐の高さを求めましょう。

四角錐K-ADJP、四角錐M-ADJPの高さはそれぞれKQとMRで、それらの長さは、

です。

したがって、


になります。

続いて、三角錐D-JKMの体積を計算しましょう。


から、

です。

以上から、

で、これが答えです。


簡単な問題です。