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【楽しく学ぶ数学の文章題】14回:ショック!この比、相似比じゃないの!?~角の二等分線~

数学
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苦手をなくす「比例」と「図形のつながり」の練習法

「あ、やっちゃったな」的「惜しいミス」からスタート!

中3のみなさん、こんにちは!毎日、楽しく問題練習していますか?

ところで、こんな経験ありませんか?

「角の二等分線…?とりあえず相似でしょ?」「比?順番はどっち〜😨」

実はこれ、すごくよくある「惜しいミス」です。前回やった「相似」問題を一生懸命練習しているうちに、複数の三角形の辺の比=「相似比」みたいな連想・・・。

今回は、「あるあるミス~角の二等分線」でわかる、「比例と図形のつながり」です。

4コマ漫画「比か?相似か?それが問題だ!」

まず、2人の会話を見ていきましょう。どうも頭の中は「相似」でいっぱい…?

4コマ漫画:比か相似か

📌 会話のポイント:比を使う場面があると、無条件に「相似比」と思い込んだり、順番を逆にしたり…

➡️ この小さなズレが入試では「なにか決定的な差」につながることもあるんです!

それでは、この2人は何を間違えたのか、よく見ていきましょう。

なんで角の二等分線に「比」が出てくるの?

では、今回の本題に入りましょう。図形問題で「比」が出てくると、「相似比」を連想する中3生は多いです。でも、その「比」が「相似比」でなかったら、もう答えにたどり着けなくて頭の中はグルグル…。この2人も「惜しいミス」をしてしまったようです。それは、…。

残念!その連想は「思い込み」です。

まず、図形問題に複数の「三角形」や「辺の長さ」が示されていても、三角形の「相似比」とは限りません。

だったら、何なの?

角の二等分線の定理はどうかしら

はい、正解!それでは、つぎに「角の二等分線」と「比」の関係、これをしっかり確かめましょう。

角の二等分線の基本ルール\これが鉄則です!/

角の二等分線のかきかた

では、角の二等分線のおさらいから始めましょう。コンパスを使ってかけばいいのですよね。

  1. まず、角の頂点にコンパスの針をおき、2辺と交わる円をかく。
  2. つぎに、円と辺の交点にコンパスの針をおき、同じ大きさの円をそれぞれかく。
  3. 円の交点と角の頂点を線で結ぶ。→ 角の二等分線

だまされないで!それ、ホントに相似?

さて、つぎの図を見てください。あなたは、どのように感じますか?

三角形ABCの角Aの二等分線と辺BCとの交点がDです。そして、たしかに、複数の三角形がありますね。

角の二等分線

では、この図の△ABDと△ACDの関係はどうでしょうか?

∠BAD=∠CAD、AB:AC=BD:CD これでは、相似の条件に合いません。

一見、「三角形の相似比」の問題に見えたとしても、相似の条件(カギ)がなければ、前回の「宝箱」は開かないし、「お宝」(性質)は使えないということでしたね。

それに、この図は、前回の裏ワザ「相似の3パターン」(ちょうちょ型:左右対称に重なる、重なり型:小さい三角形が大きい三角形の中にある、反転型:向きが逆になっている)のいずれでもありません。そこに気づいて「相似比じゃないかも…」と考え直すのもいいですよね。

では、どうするか。

このような場合は、「相似」のことはいったん忘れて読み返しましょう。

角の二等分線の定理

「三角形ABCで、点Dが辺BC上にあり、ADが∠Aの二等分線のとき…」これは、ADが∠Aの二等分線、つまり「角の二等分線」です。

角の二等分線:図に合わせて比例式をよく覚えよう

AB : AC = BD : DC

📌この式の「比の順番」がとっても大切!これは、図を見て正確に覚えよう!

例えば、この比例式を色分けします。すると、正しい比の順番がよくわかりますね。

AB : AC = BD : DC

例題にチャレンジ!

では、上の図を使って、つぎの問題をやってみましょう。

【問題】
 三角形ABCで AB=6cm、AC=4cm、BC=5cm。ADは∠Aの二等分線。点Dは辺BC上にある。
 BDの長さを求めなさい。

解き方ステップ

① 角の二等分線の性質より、AB : AC = BD : DC 
 → 辺の長さで比例式を作ります。

6 : 4 = BD : DC → 3 : 2 = BD : DC

② BC = BD + DC = 5cm
 → 求めたいBDを x とおけば、DC =(5-x) と表すことができる。
  ①より、

3 : 2 = BD : DC = x : (5-x)

また、比例式では、「内項の積と外項の積は等しい」から、

2x = 3(5-x) = 15 -3x  

よって、x =3     BD = 3cm(答え)

残念!よくあるミス

ところで、比例式の問題ではこんなミスが多発中。気をつけて練習しようね。

  • AB : AC = DC : BD と逆に書いてしまう。(図と色分けを思い出して!)
  • 複数の三角形があると、それだけで相似だと思い込む。(宝箱のカギがないよ!)
  • 比例式「内項の積と外項の積は等しい」を覚えていない。(これは覚えよう!)

まとめ:このタイプの「比」、見抜けるようになれば強い!

さて、「三角形の比」が必ずしも「相似比」じゃないってこと、もうわかったよね!では、このタイプの「比」をまとめておきましょう。

  • 相似じゃなくても、比を使う問題は高校入試で頻出
  • 「公式」で覚えようとするのではなく、図とセットで「つながり」をイメージしよう
  • 今日のキーワードは【角の二等分線】【比の順番】【辺の対応関係】!

おまけ:理解度チェックにチャレンジ!

では、今回の内容「比と相似の使い分けミニテスト」を Googleフォームで3分チェック!アカウントを持っている人は、気軽に試してね。

得点理解度の目安コメント
9〜10点安定相似条件と比の使い分けができている
6〜8点基礎OK比例式の順番や理由説明を見直そう
0〜5点要復習相似と比の違いを整理して学び直そう

練習プリント

今回の内容をもう少し練習したい人は、下のボタンをクリックしてプリントして使ってね。
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次回予告:角の二等分線と相似が「同時に出てくる」問題、解ける?

さて、今回のテーマで「三角形と比」の関係はつかめましたか?でも、油断できないことがあるんです!

実は、高校入試では「角の二等分線と相似がセットで出題される」ことも…!
「え~別の話じゃないの~!?」

たしかに、「角の二等分線」と「相似」は別の話です。ところが、これがセットになった問題もあるんです…😣。この記事内では、「複合タイプ」といっておきますね。

次回は、その「複合タイプ」にも挑戦しましょう!「比→相似→計算」までつながる図形の流れを、整理して解けるようにしていきましょう!お楽しみに!

では、また💛

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