問題編

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数学 第6章

三平方の定理

問題編

三平方の定理と空間図形への応用

問題編 — 手を動かして記録を残す。まだ不安なら先に要点編で復習。

① 導入

三平方の定理は空間図形・座標・円まで波及します。証明の意味と使い方を固めます。

学習の進め方

導入→概念→例題→基本→標準→応用・入試形式→確認テスト。答えはタップ/入力で自動保存。

② 基本概念

  • 直角三角形で a²+b²=c²(c は斜辺)
  • 逆も成り立つ(判定に使える)
  • 特別な直角三角形:半角30-60-90、直角二等辺
  • 空間:直方体の対角線など

③ 図解

a² + b² = c²
  |\\c
  | \\
 a|  \\
  |__\\
    b

④ 例題

例1

3,4,? の斜辺

例2

5,12,? の斜辺

例3

辺 6,8,10 の三角形

⑤ 基本問題

1

直角二等辺で等辺 1 の斜辺

2

30-60-90 で短い方 1 の斜辺

3

三平方の逆の使い方

a²+b²=c²なら直角

4

直方体 2×3×6 の空間対角線

5

等辺 2 の直角二等辺の斜辺

⑥ 標準問題

9

座標上で (0,0),(3,0),(0,4) の距離

途中式・根拠を書こう

答え:

10

斜辺 10、一方 6 の他辺

11

鈍角三角形の判定(最大辺 c)

12

円の半径と弦から垂線を下ろす解法

三平方で半弦

⑦ 応用・入試形式

13

縦3cm、横4cm、高さ12cmの直方体の箱がある。この箱にまっすぐな棒を入れるとき、 入れられる棒の最大の長さを求めなさい。また、その長さは箱の最も長い辺(12cm)の 何倍か、分数で答えなさい。

まず底面の対角線(3と4の直角三角形の斜辺)を求め、それを1辺、高さ12cmをもう1辺とする直角三角形で空間対角線を求める

答え(棒の最大の長さ):

答え(最も長い辺の何倍):

14

長さ10mのはしごを壁に立てかけたところ、壁からはしごの下端までの距離は6mであった。 はしごの上端の高さを求めなさい。次に、下端を壁からの距離が8mになるように動かすと、 上端の高さは何m下がるか求めなさい。

はしごの長さは変わらないので、常に斜辺10mの直角三角形として三平方の定理を使う。2つの場合の高さをそれぞれ求めてから差を計算する

答え(最初の高さ):

答え(下がった高さ):

15

座標平面上に3点 A(1,1)、B(5,4)、C(2,8) がある。AB、BC、ACの長さをそれぞれ求め、 三平方の定理の逆を用いて△ABCが鋭角三角形・直角三角形・鈍角三角形のいずれであるかを 判定しなさい。さらに、△ABCの面積を求めなさい。

まずAB、BC、ACの長さ(2乗の値のままでよい)を求める。最も長い辺の2乗と、残り2辺の2乗の和を比較することで、三平方の定理の逆を使って判定する。直角三角形であれば、直角をはさむ2辺を底辺・高さとして面積を求められる

答え(AB, BC, AC):

答え(三角形の種類):

答え(面積):

16

1辺が8cmの正方形ABCD(頂点はA→B→C→Dの順)がある。対角線BDの長さを求めなさい。 さらに、辺AB上にAP=6cmとなる点Pをとるとき、線分PDの長さを求めなさい。

対角線は正方形の1辺を2辺とする直角二等辺三角形の斜辺。PDは∠A=90°を利用し、AP=6とAD=8を2辺とする直角三角形の斜辺として求める

答え(BD):

答え(PD):

⑧ 確認テスト

制限時間:25〜30分 / 各問均等配点

1

8,15,? 斜辺

2

3-4-5 は

3

直角二等辺 等辺 √2 の斜辺

4

空間対角線の公式(直方体)

途中式・根拠を書こう

答え:

5

20,21,? 斜辺

⑨ 完全解説

解答・解説は解説編を参照してください。

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