フェリス女学院中学校02年第4問(解答・解説)
底面を三角形DEF(エ)、高さをAF(AB)と考えます。 ←三角錐の体積を求めるためには、底面と高さが直角となるようなところを見つける必要がありますが、与えられた直角部分を活用しようと思えば、このように考えればいいことはすぐにわかりますね。
「直線ACと直線ADの長さが等しく、直線FDと直線FEの長さが等しい」という条件と展開図を組み立てたときにくっつくところを考え、等しい長さのところに同じ記号をつけます。(ア)と(ウ)の三角形は、3つの辺がそれぞれ等しいので、合同ですね。
「(ア)と(イ)の面積の合計は、(ウ)と(エ)の面積の合計より26.8cm2大きい」という条件と(ア)と(ウ)の三角形が合同ということから、(イ)の面積は(エ)の面積より26.8cm2大きくなります。 ←一般に、P+QとP+Rの差は、QとRの差(共通なものを取り除いたもの同士の差)に等しくなります。
「(イ)と(エ)の面積の比は3:2」だから、(エ)の面積をAとしたとき、(イ)の面積はBとなり、その差
B−A
=@
が26.8cm2に相当します。
したがって、(イ)と(エ)の面積の合計(B+A=D)は
26.8×D/@
=134cm2
となります。
「(ア)と(ウ)の面積の合計は、(イ)と(エ)の面積の合計より76cm2大きい」から、(ア)と(ウ)の面積の合計は
134+76
=210cm2
となります。
(ア) と(ウ)の三角形は合同だから、(ア)の面積は210/2cm2となり、
AB
=210/2×2/14 ←三角形の面積の逆算です。うまく約分できますね。
=15cm
となります。
(エ)の面積は
26.8×A/@
=26.8×2cm2 ←答えではないので、あえて計算しません。
だから、求める三角錐の体積は
26.8×2×15×1/3
=26.8×2×5
=26.8×10 ←楽な計算になりましたね。〜「5と2は仲良し」
=268cm3
となります。