神戸女学院中学部2007年算数第5問(解答・解説)

神戸女学院中学部2007年算数第5問(解答・解説)の図1
(1)
(解法1)
正六角形の6分割のイメージを利用すれば、一瞬で解けます。
影をつけた部分の三角形と図1の黄色の三角形は、底辺と高さが等しいから面積も等しくなります(影をつけた部分の三角形を等積変形すると、黄色の三角形になりますね)。
したがって、影をつけた部分の三角形の面積は、
  正六角形の面積×2/6
 =42×1/3
 =14cm2
となります。
(解法2)
影をつけた部分の三角形は、図2の水色の三角形(正六角形の1/6の面積)と底辺が同じで、高さが2倍だから、面積も2倍となります。
したがって、影をつけた部分の三角形の面積は、
  正六角形の面積×1/6×2
 =14cm2
となります。
(2)
(解法1)
(1)の結果と対称性(線対称性)から、図3の黄緑色の部分の面積は、正六角形の面積の
  (1−1/3)×1/2
 =1/3
となります。
また、オレンジ色の三角形は、オレンジ色と紫色を合わせた三角形(正六角形の6分割のイメージにより、正六角形の1/6となることはすぐにわかりますね)と底辺が同じで、高さが1/2倍だから、面積も1/2倍となります。
結局、影をつけた部分の面積は
  正六角形の面積×(1/3−1/6×1/2)
 =42×1/4
 =21/2cm2
となります。
(解法2)
影をつけた部分の三角形は、図4の水色の三角形(正六角形の1/6の面積)と底辺が同じで、高さが3/2倍だから、面積も3/2倍となります。
したがって、影をつけた部分の三角形の面積は、
  正六角形の面積×1/6×3/2
 =42×1/4
 =21/2cm2
となります。
(3)
(2)の(解法1)と同様の解法で解けますね。
影をつけた部分の三角形の面積は、
  正六角形の面積×{1−(1/3+1/6+1/12)} ←図5を参照しましょう。
 =42×5/12
 =35/2cm2
となります。
(4)
(1)〜(3)が利用できます。 ←この問題は、(1)から(4)まで非常にいい流れになっていますね。
まず、図のように赤紫色の補助線を引きます。
影をつけた部分の三角形と図6のクリーム色の三角形は高さが同じだから、面積比は、底辺の比(★:☆)となります。
★:☆がわかれば、(3)で求めた面積を比例配分するだけですね。
ところで、緑色の三角形((1)で面積を求めた三角形)と赤色の三角形((2)で面積を求めた三角形)は底辺が同じだから、面積比は、高さの比(★:☆と同じですね)と一致します。
したがって、
  ★:☆
 =(正六角形の1/3):(正六角形の1/4) ←計算結果を利用してもいいですが、少し面倒でしょう。
 =1/3:1/4
 =4:3
となるから、影をつけた部分の面積は、
(3)で求めた三角形の面積×4/(4+3)
 =35/2×4/7
 =10cm2
となります。
(参考)正六角形の分割・延長
正六角形の分割、延長の図1
上の図から、次の面積比がわかります。
正六角形の分割、延長の図2




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