近畿大学/2022年度/前期

1近畿大学 2022年 数学 第1問解答・解説

図形と計量図形の性質

難易度必答 レベル 4/10 目安 15分編集部の評価

対象医学部医学科

1問題

近畿大学2022年度第1問
鋭角三角形ABCがあり、AB=13\mathrm{AB}=13、BC=15\mathrm{BC}=15 であるとする。点Aから辺BCに下ろした垂線とBCとの交点をDとおき、点Dが辺BCを 1:21:2 に内分するときについて考える。

(1) AD=ア\mathrm{AD}=\boxed{\text{ア}}、AC=イ\mathrm{AC}=\boxed{\text{イ}} である。

(2) 点Cから辺ABに下ろした垂線とABとの交点をEとおき、直線ADと直線CEとの交点をHとおく。このとき CH=ウ\mathrm{CH}=\boxed{\text{ウ}}、BEAE=エ\dfrac{\mathrm{BE}}{\mathrm{AE}}=\boxed{\text{エ}}、AHDH=オ\dfrac{\mathrm{AH}}{\mathrm{DH}}=\boxed{\text{オ}} である。また、4点B, D, E, Hは同一円周上にあり、その円の半径は カ\boxed{\text{カ}} である。

出典:近畿大学 2022年度 前期 数学 第1問

まずは自分で解いてみましょう。解けたら「答え」、詰まったら「解答」で確かめられます。

タイマー

15:00

2答え

答えを見る自分の答えと照らし合わせる
  • (1)
    ア 1212、イ 2612\sqrt{61}
  • (2)
    ウ 656\dfrac{65}{6}、エ 7594\dfrac{75}{94}、オ 4725\dfrac{47}{25}、カ 56112\dfrac{5\sqrt{61}}{12}

3解答

解答を見る途中式つきの解答

考え方

BD=5\mathrm{BD}=5、DC=10\mathrm{DC}=10 から三平方の定理。(2) は B を原点、BC を xx 軸にとると、Hは x=5x=5 上の点として求めやすい。B, D, E, H は ∠BDH=∠BEH=90∘\angle\mathrm{BDH}=\angle\mathrm{BEH}=90^{\circ} なので BH を直径とする円の上にある。

解答

(1) BD=5\mathrm{BD}=5、DC=10\mathrm{DC}=10。AD=132−52=12\mathrm{AD}=\sqrt{13^{2}-5^{2}}=12、AC=122+102=261\mathrm{AC}=\sqrt{12^{2}+10^{2}}=2\sqrt{61}。

(2) B(0,0)\mathrm{B}(0,0)、C(15,0)\mathrm{C}(15,0)、D(5,0)\mathrm{D}(5,0)、A(5,12)\mathrm{A}(5,12) とする。BE\mathrm{BE} はBCのAB方向への正射影で BE=BC→⋅BA→13=7513\mathrm{BE}=\dfrac{\overrightarrow{\mathrm{BC}}\cdot\overrightarrow{\mathrm{BA}}}{13}=\dfrac{75}{13}、AE=13−7513=9413\mathrm{AE}=13-\dfrac{75}{13}=\dfrac{94}{13}。よって BEAE=7594\dfrac{\mathrm{BE}}{\mathrm{AE}}=\dfrac{75}{94}。
CEはCを通りABに垂直な直線で、向き (12, −5)(12,\,-5)。(15−12s, 5s)(15-12s,\,5s) が x=5x=5 となるのは s=56s=\dfrac{5}{6} で H(5, 256)\mathrm{H}\left(5,\,\dfrac{25}{6}\right)、CH=13s=656\mathrm{CH}=13s=\dfrac{65}{6}。AH=12−256=476\mathrm{AH}=12-\dfrac{25}{6}=\dfrac{47}{6}、DH=256\mathrm{DH}=\dfrac{25}{6} より AHDH=4725\dfrac{\mathrm{AH}}{\mathrm{DH}}=\dfrac{47}{25}。
∠BDH=∠BEH=90∘\angle\mathrm{BDH}=\angle\mathrm{BEH}=90^{\circ} なので、4点はBHを直径とする円の上にある。BH=25+62536=5616\mathrm{BH}=\sqrt{25+\dfrac{625}{36}}=\dfrac{5\sqrt{61}}{6}、半径は 56112\dfrac{5\sqrt{61}}{12}。

読み終えたら解答を閉じて、もう一度自分の手で解いてみましょう。

この問題で使う考え方

  • 三平方の定理
  • 座標の設定
  • 垂心と円

答えと解答は編集部が AI で作成したもので、大学が公表したものではありません。誤りに気づいたらお問い合わせから教えてください。

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