ラ・サール中学校1996年算数2日目第5問(解答・解説)


(1)
まず、同一面上の2点PとE(、DとE)を結びます。
次に、平行な面の切り口は平行になることに着眼して、辺DEと平行な直線PQ(Qは辺AC上の点)を引きます。
最後に、同一面上の2点、QとDを結びます。
答えは、次の(図1)のようになります。
ラ・サール中学校1996年算数2日目第5問(解答・解説)の図

(2)
ラ・サール中学校頻出の公式である三角柱の斜め切りの体積公式(底面積×高さの平均)を利用して直接求めるという方針で解きます。
三角形ABCと三角形QPCのピラミッド相似(相似比は、BC:PC=6:(6−2)=3:2)に注目すると、PQ=4×2/3=8/3cmと求まります。
したがって、求める体積は
  三角形BEPの面積×(AB+DE+QP)×1/3
 =2×3×1/2×(4+4+8/3)×1/3
 =32/3cm3
となります。
なお、頂点Bを含む立体を点Qを通り、平面BEPに平行な平面で三角柱と四角錐に分けて、体積を「和」で求めることもできますし、三角柱のうち頂点Bを含まないほうの立体が三角錐台となることに注目して、体積を「差」で求めることもできます((図3)を参照)。三角すい台の体積を求めるときは、相似を利用するとよいでしょう。
(3)
それぞれの辺の真ん中の点を結んでいけばいいので、切り口が(図2)のようになることはすぐにわかりますね。
(2)で求めた体積から、下の部分の三角柱の斜め切りの体積を引いて求める(「差」で求める)という方針で解きます。
RS=DE=4cm、RS=BP×1/2=1cm、RE=BE×1/2=3×1/2=3/2cm、ST=(PQ+DE)×1/2=(8/3+4)×1/2=10/3cmだから、 ←STの長さは平均を利用して求めました。
  求める体積
 =32/3−1×3/2×1/2×(4+4+10/3)×1/3
 =(64−17)/6
 =47/6cm3
となります。



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