才塾 定期テスト対策

数学 中3 学年末模擬テスト 第1回

1
塾のベランダから見える富士山
▲ 塾のベランダから見えた富士山。


ページがちゃんと表示されるまで$10$秒くらいかかります。
$ \boxed{\phantom{ho}}$←ここに四角形が表示されていたら準備OKです。
「印刷」をクリックすると同じ内容のpdfファイルが表示されます。また、解答用紙と答えも問題のあとに表示されます。1~10ページが問題(10ページ目は余白です)、11~12ページが解答用紙、13~14ページが答えです。必要におうじて印刷してください。
問題をクリックすると答えがでます。
ふつうのテストより問題数はすごく多いです。なのでふつうのテストをやるときよりすごく時間がかかると思います。がんばって!

$\huge{1}$ 次の①~⑥の計算をしなさい。⑦~⑨の各問いに答えなさい。

$\qquad①$ $-25+10\div(-5) \qquad ② \quad (-4)-\{(-3)^2+6\times(-5)\}$

答え
$①-27$ $②17$

POINT

\begin{eqnarray*} &①& -25+10\div(-5)\\ &=&-25-2\\ &=& -27 \end{eqnarray*} \begin{eqnarray*} \require{cancel} &②& (-4)-\{(-3)^2+6\times(-5)\}\\ &=& (-4)-\{9+6\times(-5)\}\\ &=& (-4)-(9-30)\\ &=& (-4)-(-21)\\ &=& -4+21\\ &=& 17 \end{eqnarray*}

$\qquad③$ $\cfrac{1}{3}-15\times\left(\cfrac{2}{3}-\cfrac{4}{5}\right)^2 \qquad ④ \quad -4a+b-\cfrac{2a+3b}{2} $

答え
$③\cfrac{1}{15}$ $④\cfrac{-10a-b}{2}\left(-\cfrac{10a+b}{2}, \ -5a-\cfrac{1}{2}bも可\right)$

POINT

\begin{eqnarray*} \require{cancel} &③& \cfrac{1}{3}-15\times\left(\cfrac{2}{3}-\cfrac{4}{5}\right)^2 \\ &=& \cfrac{1}{3}-15\times\left(\cfrac{10}{15}-\cfrac{12}{15}\right)^2 \\ &=& \cfrac{1}{3}-15\times\left(-\cfrac{2}{15}\right)^2 \\ &=& \cfrac{1}{3}-\bcancel{15}\times\cfrac{4}{\bcancel{15}\times15}\\ &=& \cfrac{1}{3}-\cfrac{4}{15}\\ &=& \cfrac{5}{15}-\cfrac{4}{15}\\ &=& \cfrac{1}{15} \end{eqnarray*} \begin{eqnarray*} \require{cancel} &④& -4a+b-\cfrac{2a+3b}{2}\\ &=& \cfrac{-8a+2b}{2}-\cfrac{2a+3b}{2}\\ &=& \cfrac{-8a+2b-(2a+3b)}{2}\\ &=& \cfrac{-8a+2b-2a-3b}{2}\\ &=& \cfrac{-10a-b}{2}\\ \end{eqnarray*}

$\qquad⑤$ $-\sqrt{20}+6\sqrt{10}\div4\sqrt{2} \qquad ⑥ \quad -\cfrac{5}{\sqrt{3}}+\sqrt{6}\times\sqrt{8} $

答え
$⑤-\cfrac{\sqrt{5}}{2}$ $⑥\cfrac{7\sqrt{3}}{3}$

POINT

\begin{eqnarray*} \require{cancel} &⑤& -\sqrt{20}+6\sqrt{10}\div4\sqrt{2}\\ &=&-2\sqrt{5}+\cfrac{^3\bcancel{6}\sqrt{^5\bcancel{10}}}{^2\bcancel{4}\sqrt{\bcancel{2}}}\\ &=&-2\sqrt{5}+\cfrac{3\sqrt{5}}{2}\\ &=&-\cfrac{4\sqrt{5}}{2}+\cfrac{3\sqrt{5}}{2}\\ &=&-\cfrac{\sqrt{5}}{2} \end{eqnarray*} \begin{eqnarray*} \require{cancel} &⑥& -\cfrac{5}{\sqrt{3}}+\sqrt{6}\times\sqrt{8}\\ &=&-\cfrac{5\sqrt{3}}{3}+\sqrt{48}\\ &=&-\cfrac{5\sqrt{3}}{3}+4\sqrt{3}\\ &=&-\cfrac{5\sqrt{3}}{3}+\cfrac{12\sqrt{3}}{3}\\ &=&\cfrac{7\sqrt{3}}{3} \end{eqnarray*}

$\qquad$⑦ $16-4x^2$ を因数分解しなさい。

答え
$4(2+x)(2-x)$

POINT

\begin{eqnarray*} && 16-4x^2\\ &=&4(4-x^2)\\ &=&4(2+x)(2-x) \end{eqnarray*}

$\qquad$⑧ 連立方程式  $\left\{\begin{array}{l} x-\cfrac{3y-1}{2}=-1\\ 6x+12y=5 \end{array}\right.$  を解きなさい。

答え
$x=-\cfrac{1}{2},y=\cfrac{2}{3}$

POINT

\begin{eqnarray*} \left\{ \begin{array}{l} x-\cfrac{3y-1}{2}=-1\qquad…①\\ 6x+12y=5\qquad…② \end{array} \right. \end{eqnarray*} $①の分母をはらって整理$ \begin{eqnarray*} x-\cfrac{3y-1}{2}&=&-1\quad(両辺に\times2)\\ 2x-3y+1&=&-2\\ 2x-3y&=&-3\qquad…③ \end{eqnarray*} $②+③\times4$ \begin{eqnarray*} 6x+12y=\phantom{-1}5\\ \underline{+) \quad 8x-12y=-12} \\ 14x\phantom{-112y}=-7\phantom{1}\\ x=-\cfrac{7}{14}\\ x=-\cfrac{1}{2}\phantom{1}\\ \end{eqnarray*} \begin{eqnarray*} x=-\cfrac{1}{2}を②に代入\\ 6\times\left(-\cfrac{1}{2}\right)+12y&=&5\\ -3+12y&=&5\\ 12y&=&5+3\\ 12y&=&8\\ y&=&\cfrac{8}{12}\\ y&=&\cfrac{2}{3} \\ \left\{ \begin{array}{l} x=-\cfrac{1}{2}\\ y=\cfrac{2}{3} \end{array} \right. \end{eqnarray*}

$\qquad$⑨  $2$ 次方程式  $3x^2-5x-2=0$  を解きなさい。

答え
$x=2, \ -\cfrac{1}{3}$

POINT

\begin{eqnarray*} 3x^2&-&5x-2=0\\ &2&次方程式の解の公式により\\ x&=&\cfrac{-(-5)\pm\sqrt{(-5)^2-4\times3\times(-2)}}{2\times3}\\ &=&\cfrac{5\pm\sqrt{25+24}}{6}\\ &=&\cfrac{5\pm\sqrt{49}}{6}\\ &=&\cfrac{5\pm7}{6}\\ x&=&\cfrac{12}{6}, \ -\cfrac{2}{6}\\ x&=&2, \ -\cfrac{1}{3} \end{eqnarray*}

$\huge{2}$ 次の①~⑧の各問いに答えなさい。

$①$ 生徒を長いすに座らせるのに、長いす $1$ 脚に $6$ 人ずつ座ると $5$ 人が座れず、$7$ 人ずつ座ると $1$ 人だけ座った長いすが $1$ 脚できた。長いすの数と生徒の人数を求めなさい。

答え
長いすの数 $11$脚
生徒の人数 $71$人

POINT

長いすの数を $x$ 脚とすると、長いす $1$ 脚に $6$ 人ずつ座ると $5$ 人が座れないのだから、生徒の人数は、$6x+5$ 人。

また、長いす $1$ 脚に $7$ 人ずつ座ると $1$ 人だけ座った長いすが $1$ 脚できたのだから、生徒の人数は、$7x-6$ 人。

$6x+5=7x-6$ を解きます。 \begin{eqnarray*} 6x+5&=&7x-6\\ 6x-7x&=&-6-5\\ -x&=&-11\\ x&=&11 \end{eqnarray*} 長いすの数が $11$ 脚なので、生徒の人数は $6\times11+5=71$ 人。

$②$ ある学校の昨年度の生徒数は $850$ 人だったが、今年度は昨年度にくらべて男子は $8$ %減り、女子は $6$ %増えたため、$838$ 人となった。今年度の男子、女子の生徒数をそれぞれ求めなさい。

答え
男子…$414$ 人
女子…$424$ 人

POINT

昨年度の男子生徒を $x$ 人、女子生徒を $y$ 人ということにすると、 昨年度の生徒数は $850$ 人なのだから、$x+y=850$

男子の $8$ %減と、女子の $6$ %増をあわせたら、全体としては $12$ 人減っているのだから、$-\cfrac{8}{100}x+\cfrac{6}{100}y=-12$

この $2$ つの式を連立させて解きます。 \begin{eqnarray*} && \ \left\{ \begin{array}{l} x+y=850\quad…①\\ -\cfrac{8}{100}x+\cfrac{6}{100}y=-12\quad…② \end{array} \right. \end{eqnarray*} $②の分母をはらう\\ \begin{eqnarray*} \qquad-8x+6y&=&-1200\quad \class{mathbg-r}{(両辺を2で割る)}\\ -4x+3y&=&-600\quad…③ \end{eqnarray*} $

$①\times4 \ + \ ③$ \begin{eqnarray*} 4x+4y=\phantom{1}3400\\ \underline{+) \quad -4x+3y=-600}\\ 7y=\phantom{1}2800\\ y=\phantom{10}400 \end{eqnarray*} きかれているのは、今年度の男子と女子です。今年度の女子は、昨年度にくらべて $6$ %増えているのですから、 $$400\times1.06=424$$ また、今年度の生徒数は全体で $838$ 人ですから、今年度の男子の生徒数は、 $$838-424=414$$

$③$  $x=2\sqrt{2}+2$ のとき、次の式の値を求めなさい。 $$x^2-4x-45$$

答え
$-41$

POINT

\begin{eqnarray*} &&x^2-4x-45\\ &=&(x+5)(x-9)\\ &=&(2\sqrt{2}+2+5)(2\sqrt{2}+2-9)\\ &=&(2\sqrt{2}+7)(2\sqrt{2}-7)\\ &=&8-49\\ &=&-41 \end{eqnarray*} やり方が思いつかないときや自信がないときは、単に代入して計算すれば答えがでます \begin{eqnarray*} &&x^2-4x-45\\ &=&(2\sqrt{2}+2)^2-4(2\sqrt{2}+2)-45\\ &=&8+8\sqrt{2}+4-8\sqrt{2}-8-45\\ &=&-41 \end{eqnarray*}

ヒストグラム
$④$ 右のグラフは、あるクラスの生徒 $19$ 人があるテストを受けたときの得点の結果をヒストグラムにしたものである。これについて、以下のア~エの中から、正しいものをすべて選び、その記号を答えなさい。

ア 階級の幅は $100$ 点である。
イ 最頻値(モード)のふくまれる階級の度数は $4$ である。
ウ 中央値(メジアン)は $40$~$50$ である。
エ 得点が $70$ 点以上の生徒の相対度数は、小数第二位を四捨五入すると $0.2$ である。

答え
$イ,エ$

POINT

ア…階級の幅は、$10$ です。
イ…最頻値(モード)のふくまれる階級は $30$~$40$ のところで、度数は $4$ です。
ウ…$19$ 人の中央値は、$10$ 番目の生徒の得点です。$10$ 番目の生徒がふくまれるのは $40$~$50$ の階級です。その階級値は、 $$(40+50)\div2=45$$ こういうときの中央値(メジアン)は、階級値をいわなければいけません。なので、$45$ といわなければいけません。$40$~$50$ は誤りです。
エ…$70$ 点以上の生徒の度数は $4$ です。なのでその相対度数は、 $$4\div19=0.210\dots$$ 小数第二位を四捨五入すれば $0.2$ です。

$⑤$  $A$ と $B$ の $2$ つの箱がある。$A$ の箱には、$1, \ 2, \ 3, \ 4$ の数字が $1$ つずつ書かれた $4$ 個の玉がはいっている。$B$ の箱には、$3, \ 4, \ 5$ の数字が $1$ つずつ書かれた $3$ 個の玉がはいっている。玉をそれぞれの箱から $1$ 個ずつ取り出すとき、玉に書かれている数の積が奇数となる確率を求めなさい。ただし、どの玉の取り出し方も同様に確からしいとする。

答え
$\cfrac{1}{3}$

POINT

赤玉白玉 $2$ つの箱から取り出した玉の積の表をかくとこうなります。 オレンジのところが、奇数です。 $$\cfrac{4}{12}=\cfrac{1}{3}$$

$⑥$  $\sqrt{150n}$ の値ができるだけ小さい整数になるときの、正の整数 $n$ の値を求めなさい。

答え
$6$

POINT

\begin{eqnarray*} \underline{2) \quad 150}\\ \underline{3) \quad \phantom{1}75}\\ \underline{5) \quad \phantom{1}25}\\ \quad\quad\phantom{25}5\\ \end{eqnarray*} 1. $150$ を素因数分解する
2.同じ数が $2$ 個あったら〇でかこむ
3.〇でかこまれなかった数をすべてかければそれが答え

というわけで、$5$ が〇でかこまれて、$2$ と $3$ が残るので、この問題の答えは $2\times3=6$

この問題のばあい、$n=6$ だとすると、$\sqrt{150\times6}=\sqrt{900}=30$ となります。

$⑦$  $y$ が $x$ の $2$ 乗に比例し、$x=-3$ のとき、$y=-\cfrac{1}{2}$ である。$x=6$ のときの $y$ の値を求めなさい。

答え
$y=-2$

POINT

$2$ 乗に比例する関数の式の形は $y=ax^2$
$y=ax^2$ に $x=-3, \ y=-\cfrac{1}{2}$ を代入して、 \begin{eqnarray*} -\cfrac{1}{2}&=&a\times(-3)^2\\ -\cfrac{1}{2}&=&9a\quad両辺に\times2\\ -1&=&18a\\ -\cfrac{1}{18}&=&a \end{eqnarray*} $y=-\cfrac{1}{18}x^2$ に $x=6$ を代入して、 \begin{eqnarray*} y&=&-\cfrac{1}{18}\times6^2\\ &=&-\cfrac{1}{18}\times36\\ &=&-2\\ \end{eqnarray*}

$⑧$  関数 $y=-\cfrac{1}{3}x^2$ について、$x$ の変域が $-3 \lt x \lt 6$ のとき、$y$ の変域を求めなさい。

答え
$-12 \lt y \leqq 0$

POINT

手順1 $x$ の変域が $0$ をまたいでいるか。
この問題の場合は、$-3 \lt x \lt 6$ なので、$0$ をまたいでいます。

手順2 $x$ の変域が $0$ をまたいでいるのなら、$a$ はプラスかマイナスか。
この問題の場合は、$a$ は $-\cfrac{1}{3}$ なので、マイナスです。

手順3 $x$ の変域が $0$ をまたいでいて、$a$ がマイナスのときは、最大値が $0$ です。最小値は、$x$ の変域、 $-3 \leqq x \leqq 6$ の両はじの数のうち、$0$ から遠いほうを $y=-\cfrac{1}{3}x^2$ に代入してでてくる数です。$-3$ と $6$ は、どちらのほうが $0$ から遠いかといえば、もちろん $6$ です。この $6$ を $y=-\cfrac{1}{3}x^2$ に代入します。 $$y=-\cfrac{1}{3}×6^2=-\cfrac{1}{3}×36=-12$$ この $-12$ というのが、最小値です。答えはこうなります。 $$-12 \lt y \leqq 0$$ 数直線 この問題で注意が必要なのは、最大値の $0$ は $\lt$ ではなく、$\leqq$ にすることです。この式をグラフにすると、右のようになります。$0$ はふくまれるので、$\leqq$ になります。





$\huge{3}$ 下の①~⑭の図で、$x$ の値を求めなさい。 円周角

答え
①$x=85$  ②$x=106$  ③$x=12$  ④$x=37$
⑤$x=50$  ⑥$x=43$  ⑦$x=238$  ⑧$x=31$
⑨$x=13$  ⑩$x=67.5 \ \left(\cfrac{135}{2}\right)$  ⑪$x=72$  ⑫$x=17$
⑬$x=19$  ⑭$x=21$

POINT

三角形 ①$x^{ \circ }=59^{ \circ }+26^{ \circ }=85^{ \circ }$
②$x^{ \circ }=(360^{ \circ }-148^{ \circ }) \times\cfrac{1}{2}$
$=212^{ \circ }\times\cfrac{1}{2}=106^{ \circ }$
③図のように補助線をひいて考えます。円周角の定理から、色のついた部分はどちらも同じ大きさです。$x^{ \circ }=39^{ \circ }-27^{ \circ }=12^{ \circ }$
三角形 ④半円の弧に対する円周角は$90^{ \circ }$ です。黄色の直角三角形で考えて、水色の部分は $180^{ \circ }-(90^{ \circ }+53^{ \circ })=37^{ \circ }$。水色の部分と $x$ は同じです。

三角形 ⑤半円の弧に対する円周角は$90^{ \circ }$ です。黄色の直角三角形で考えて、$x^{ \circ }=180^{ \circ }-(90^{ \circ }+40^{ \circ })=50^{ \circ }$



三角形 ⑥図のように補助線をひいて考えます。半円の弧の円周角は$90^{ \circ }$ です。また、水色の部分の大きさは同じです。なので、$x^{ \circ }=90^{ \circ }-47^{ \circ }=43^{ \circ }$


三角形 ⑦図のように補助線をひいて考えます。水色の三角形と緑の三角形はどちらも二等辺三角形なので、底角が等しいです。また、黄色の部分の大きさは $61^{ \circ }$ の $2$ 倍なので $122^{ \circ }$ です。なので、
$x^{ \circ }=360^{ \circ }-122^{ \circ }=238^{ \circ }$
三角形 ⑧水色の三角形は二等辺三角形になるので、底角が等しいです。またこの三角形の頂角は $59^{ \circ }\times2=118^{ \circ }$ です。なのでこの三角形で考えて、$x^{ \circ }=( 180^{ \circ }-118^{ \circ } )\times\cfrac{1}{2}=62^{ \circ }\times\cfrac{1}{2}=31^{ \circ }$
三角形 ⑨色のついた三角形は二等辺三角形になるので、底角が等しいです。また、その頂角は $360^{ \circ }-103^{ \circ }\times2=360^{ \circ }-206^{ \circ }=154^{ \circ }$ となります。なので、
$x^{ \circ }=(180^{ \circ }-154^{ \circ })\times\cfrac{1}{2}=26^{ \circ }\times\cfrac{1}{2}=13^{ \circ }$

三角形 ⑩色のついた部分の大きさは、$360^{ \circ }\times\cfrac{3}{8}=135^{ \circ }$
なので $x^{ \circ }=135^{ \circ }\times\cfrac{1}{2}=67.5^{ \circ }$

三角形 ⑪色のついた部分の大きさは、$360^{ \circ }\times\cfrac{2}{5}=144^{ \circ }$
なので $x^{ \circ }=144^{ \circ }\times\cfrac{1}{2}=72^{ \circ }$

三角形 ⑫弧の長さは、その弧に対する円周角の大きさに比例します。なので、$51^{ \circ }:x^{ \circ }=\stackrel{ \Large \frown }{ AB } : \stackrel{ \Large \frown }{ CD }=3:1$


三角形 ⑬水色の部分の大きさは同じです。黄色の三角形で考えて、$x^{ \circ }+12^{ \circ }=31^{ \circ }$


三角形 ⑭右の形で、$\angle A + \angle B + \angle C = \angle D$ というのを利用すると簡単です。
⑭の図で、色のついた部分の角の大きさは同じなので、$41^{ \circ }+x^{ \circ }+x^{ \circ }=83^{ \circ }$




$\huge{4}$ 下の①②の図で、$x$ の値を求めなさい。 円周角

答え
① $x=51$ ② $x=25$

POINT

三角形 ①$\angle BAC=\angle BDC$ ですから、$4$ 点 $A,B,C,D$ は $1$つの円周上にあります。円周角の定理より、$\angle x=\angle DAC=51^{ \circ }$
②$\angle DAC=\angle DBC$ ですから、$4$ 点 $A,B,C,D$ は $1$つの円周上にあります。色のついた三角形で考えると、$\angle ABD+22^{ \circ }+61^{ \circ }+72^{ \circ }=180^{ \circ }$ ですから、$\angle ABD=25^{ \circ }$ です。んで、円周角の定理より、$\angle x=\angle ABD$ です。

$\huge{5}$  下の①、②の図で、$x$ の値を求めなさい。

方べき

方べきの定理

方べきの定理 右の図のように、円の内部に点 $P$ をとり、$P$ を通る $2$ 本の直線をひいて、円との交点を $A,B,C,D$ とすると、
$PA\times PB=PC\times PD$


方べきの定理

方べきの定理 右の図のように、円の外部に点 $P$ をとり、$P$ を通る $2$ 本の直線をひいて、円との交点を $A,B,C,D$ とすると、
$PA\times PB=PC\times PD$

答え
① $x=\cfrac{10}{3}$ ② $x=\cfrac{71}{9}$

POINT

三角形 ①方べきの定理より、 \begin{eqnarray*} PA\times PB&=&PC\times PD\\ 4\times10&=&x\times 12\\ 12x&=&4\times10\\ x&=&\cfrac{4\times10}{12}=\cfrac{10}{3} \end{eqnarray*} ※$\triangle PAC$ ∽$\ \triangle PDB$ や、$\triangle PAD$ ∽$\ \triangle PCB$ で比例式をたててもいけます。好きなやり方でやってください。

三角形 ②方べきの定理より、 \begin{eqnarray*} PA\times PB&=&PC\times PD\\ 8\times(8+11)&=&9\times(9+x)\\ 152&=&81+9x\\ 9x&=&152-81\\ 9x&=&71\\ x&=&\cfrac{71}{9} \end{eqnarray*} ※$\triangle PAC$ ∽$\ \triangle PDB$ や、$\triangle PAD$ ∽$\ \triangle PCB$ で比例式をたててもいけます。好きなやり方でやってください。

円 $\huge{6}$  右の図で、$4$ 点 $A,B,C,D$ は $1$つの円周上にあり、$AD /\!/ BE$ である。
$\triangle ABC$ ∽$\ \triangle DEB$ を証明しなさい。


答え
〈証明〉
$\triangle ABC$ と $\triangle DEB$ で、
$\stackrel{ \Large \frown }{ BC }$ に対する円周角だから、$\angle BAC=\angle EDB$ ……①
$\stackrel{ \Large \frown }{ AB }$ に対する円周角だから、$\angle ACB=\angle ADB$ ……②
平行線の錯角だから、$\angle DBE=\angle ADB$ ……③
②③より、$\angle ACB=\angle DBE$ ……④
①④より、$2$ 組の角がそれぞれ等しいので
$\triangle ABC$ ∽$\ \triangle DEB$

POINT

三角形 平行線の錯角なので、色のついた角の大きさは同じです。そして、円周角の定理より、$\angle ACB=\angle ADB$ です。なので、$\angle ACB=\angle DBE$ となります。


内接四角形 $\huge{7}$   右の図で、$4$ 点 $A,B,C,D$ は $1$つの円周上にある。$x$ の値を求めなさい。


円に内接する四角形の性質

内接四角形 ①対角の和は$180^{ \circ }$ である。
②外角はそれととなりあう内角の対角に等しい。
  ①…$\angle A+\angle DCB=180^{ \circ }$
    $\angle B+\angle D=180^{ \circ }$
  ②…$\angle A=\angle DCE$

答え
$x=79$

POINT

この問題は、円周角の定理を利用すればできるのですが、円に内接する四角形の性質を利用すれば、すごく簡単です。ていうか、即答できちゃう問題です。
円に内接する四角形の性質を利用するとラクになる問題がよく出題されるので、この性質はおぼえておきたいです。

接弦定理 $\huge{8}$  右の図で、$AB, \ CD$ は円$O$ の接線であり、$E,F$ はその接点である。$x$ の値を求めなさい。




接線と弦がつくる角の性質

接弦定理 円の接線と接点を通る弦とがつくる角は、その角内にある弧に対する円周角に等しい。


  $\angle TAB=\angle P$

答え
$x=68$

POINT

接弦定理 接弦定理といわれてる定理がありまして、それは上の通りです。「接線と弦がつくる角の性質」というタイトルですが、これ、接弦定理というやつです。言葉でいうとややこしいですが、上の図の水色の角が等しくなります。接線と弦がつくる角と、その弦の弧がつくる円周角が等しくなります。
この定理により、この問題の緑の部分と赤の部分と水色の部分の角の大きさはそれぞれ等しいです。
なので $x=68$ です。
接弦定理も、知っているとすんなりできてしまう問題がよく出題されるので、おぼえておきたいです。ちょっとおぼえづらいです。図をよく見ておぼえてくださいね。

$\huge{9}$ 次の長さを三辺とする三角形ア~ウの中から、直角三角形であるものをすべて選びなさい。
ア $4cm, \ 6cm, \ 8cm$
イ $6cm, \ 8cm, \ 10cm$
ウ $3\sqrt{3}cm, \ 4\sqrt{2}cm, \ \sqrt{59}cm$

三平方の定理の逆

三平方の定理の逆 $3$ 辺の長さが $a, \ b, \ c$ の三角形で、 $a^2+b^2=c^2$ ならば、その三角形は $c$ を斜辺とする直角三角形である。


答え
イ,ウ

POINT

ア $4^2=16, \ 6^2=36, \ 8^2=64$
$16+36\neq 64$ なので、アは直角三角形ではない
イ $6^2=36, \ 8^2=64, \ 10^2=100$
$36+64=100$ なので、イは $10cm$ の辺を斜辺とする直角三角形
ウ $(3\sqrt{3})^2=27, \ (4\sqrt{2})^2=32, \ (\sqrt{59})^2=59$
$27+32=59$ なので、ウは $\sqrt{59}cm$ の辺を斜辺とする直角三角形


$\huge{10}$ 下の①~③の図で、$x$ の値を求めなさい。④は $\triangle ABC$ の面積を求めなさい。
30°60°90°

$30^{ \circ }, \ 60^{ \circ }, \ 90^{ \circ }$ の直角三角形

$30^{ \circ }, \ 60^{ \circ }, \ 90^{ \circ }$ の直角三角形 $30^{ \circ }, \ 60^{ \circ }, \ 90^{ \circ }$ の直角三角形の辺の比は

$\quad \large{1:2:\sqrt{3}}$



答え
①$x=2\sqrt{2}$  ②$x=\cfrac{\sqrt{15}}{2}$  ③$x=2\sqrt{2}$  ④$\cfrac{3\sqrt{3}}{4}cm^2$

POINT

三角形 ① $30^{ \circ }, \ 60^{ \circ }, \ 90^{ \circ }$ の直角三角形なので、$1:2:\sqrt{3}$ の比が使えます。 \begin{eqnarray*} x:2&=&\sqrt{2}:1 \\ x&=&2\sqrt{2} \end{eqnarray*}
② $30^{ \circ }, \ 60^{ \circ }, \ 90^{ \circ }$ の直角三角形なので、$1:2:\sqrt{3}$ の比が使えます。 \begin{eqnarray*} x:\sqrt{3}&=&\sqrt{5}:2\\ 2x&=&\sqrt{3} \times \sqrt{5}=\sqrt{15} \\ x&=&\cfrac{\sqrt{15}}{2} \end{eqnarray*}
③ $30^{ \circ }, \ 60^{ \circ }, \ 90^{ \circ }$ の直角三角形なので、$1:2:\sqrt{3}$ の比が使えます。 \begin{eqnarray*} x:2&=&\sqrt{6}:\sqrt{3}\\ \sqrt{3}x&=&2\sqrt{6} \\ x&=&\cfrac{2\sqrt{6}}{\sqrt{3}}=2\sqrt{2}\\ \end{eqnarray*}
④三角形の面積は、底辺$\times$高さ$\times \cfrac{1}{2}$ です。 また、二等辺三角形の頂角の二等分線は、底辺を垂直に二等分します。
正三角形の $1$つの角の大きさは $60^{ \circ }$ です。
なので、$A$ から辺$BC$ におろした垂線と $BC$ との交点を $D$ とすると、$\triangle ABD$ は、$30^{ \circ }, \ 60^{ \circ }, \ 90^{ \circ }$ の直角三角形となり、$1:2:\sqrt{3}$ の辺の比が利用できることになります。
\begin{eqnarray*} AD:\sqrt{3}&=&\sqrt{3}:2\\ 2AD&=&3\\ AD&=&\cfrac{3}{2} \end{eqnarray*} これで $AD$(高さ)が $\cfrac{3}{2}$ だと求められました。なので面積は、
$\sqrt{3}\times \cfrac{3}{2} \times \cfrac{1}{2}=\cfrac{3\sqrt{3}}{4}$
※正三角形は、$1$ 辺の長さがわかれば、高さを求められます。なので、面積も求められます。このことは、入試でよく問われます。

$\huge{11}$ 下の①~③の図で、$x$ の値を求めなさい。
直角二等辺三角形

直角二等辺三角形

直角二等辺三角形 直角二等辺三角形($45^{ \circ }, \ 45^{ \circ }, \ 90^{ \circ }$ の三角形)の辺の比は

$\quad \large{1:1:\sqrt{2}}$

答え
①$x=2$  ②$x=\cfrac{\sqrt{6}}{2}$  ③$x=2\sqrt{3}$

POINT

三角形 ① 直角二等辺三角形なので、$1:1:\sqrt{2}$ の比が使えます。 \begin{eqnarray*} x:\sqrt{2}&=&\sqrt{2}:1 \\ x&=&2 \end{eqnarray*}
② 直角二等辺三角形なので、$1:1:\sqrt{2}$ の比が使えます。 \begin{eqnarray*} x:1&=&\sqrt{3}:\sqrt{2}\\ \sqrt{2}x&=&\sqrt{3}\\ x&=&\cfrac{\sqrt{3}}{\sqrt{2}}=\cfrac{\sqrt{6}}{2} \end{eqnarray*}
③ 水色の三角形は直角二等辺三角形なので、$1:1:\sqrt{2}$ の比が使えます。 \begin{eqnarray*} x:\sqrt{2}&=&\sqrt{6}:1\\ x&=&\sqrt{12}=2\sqrt{3} \end{eqnarray*}
※正方形は、対角線で $2$つの三角形にわけると、$45^{ \circ }, \ 45^{ \circ }, \ 90^{ \circ }$ の合同な直角二等辺三角形になっています。

$\huge{12}$ 下の①②の三角形はどちらも $AB=AC$ の二等辺三角形である。それぞれの三角形の面積を求めなさい。
二等辺三角形

定理

二等辺三角形 二等辺三角形の頂角の二等分線は、底辺を垂直に二等分する。

答え
①$28\sqrt{2}cm^2$  ②$2\sqrt{5}cm^2$

POINT

三角形の面積は底辺 $\times$ 高さ $ \times \cfrac{1}{2}$ です。また、二等辺三角形の頂角の二等分線をひいて、三角形を $2$つにわけると、合同な直角三角形ができています。
二等辺三角形 ① 頂角$A$ の二等分線を底辺におろしたときの長さを $x$ とします。水色の三角形は直角三角形なので、 \begin{eqnarray*} x^2&=&9^2-7^2\\ &=&32\\ x&=&\pm \sqrt{32}=4\sqrt{2}\\ x&\gt&0 \ だから \\ x&=&4\sqrt{2}\\ \end{eqnarray*} なので、$\triangle ABC$ の面積は、$BC$ を底辺として、
$14 \times 4\sqrt{2} \times \cfrac{1}{2}=28\sqrt{2}$
二等辺三角形 ② 頂角$A$ の二等分線を底辺におろしたときの長さを $x$ とします。水色の三角形は直角三角形なので、 \begin{eqnarray*} x^2&=&3^2-2^2\\ &=&5\\ x&=&\pm \sqrt{5}\\ x&\gt&0 \ だから \\ x&=&\sqrt{5}\\ \end{eqnarray*} なので、$\triangle ABC$ の面積は、$BC$ を底辺として、
$4 \times \sqrt{5} \times \cfrac{1}{2}=2\sqrt{5}$

$\huge{13}$ 次の①②の図の四角形の面積を求めなさい。ただし、②は $AD /\!/ BC$ とする。
台形

答え
① $11\sqrt{6}cm^2$ ② $180cm^2$

POINT

台形の面積は、(上底$+$下底)$\times$高さ$\times \cfrac{1}{2}$ です。
台形 ①頂点$A$ から 辺$BC$ におろした垂線と $BC$ との交点を $E$ とすると、$\triangle ABE$ は直角三角形なので、三平方の定理が使えます。
また、四角形 $AECD$ は長方形になるので、$EC=3$ です。なので $BE$ の長さは、$8-3=5$ です。
$\triangle ABE$ で、$AE$ の長さを $x$ とすると、 \begin{eqnarray*} x^2&=&7^2-5^2\\ &=&24\\ x&=&\pm \sqrt{24}=\pm 2\sqrt{6}\\ x&\gt&0 \ だから \\ x&=&2\sqrt{6}\\ \end{eqnarray*} これで台形の高さが求められました。面積をだしましょう。
$(3+8)\times 2\sqrt{6} \times \cfrac{1}{2}=11\sqrt{6}$

台形 ②頂点$A, \ D$ から辺 $BC$ に垂線をおろし、それぞれの交点を $E, \ F$ とします。すると$\triangle ABE$ は直角三角形なので、三平方の定理が使えます。
また、四角形 $AEFD$ は長方形なので、$AD=EF$ です。それから、$\triangle ABE \ \equiv \ \triangle DCF$ なので、$BE=CF$ です。なので、$BE=FC=(24-6)\times \cfrac{1}{2}=9$ となります。
$\triangle ABE$ で、$AE$ の長さを $x$ とすると、 \begin{eqnarray*} x^2&=&15^2-9^2\\ &=&144\\ x&=&\pm \sqrt{144}=\pm 12\\ x&\gt&0 \ だから \\ x&=&12\\ \end{eqnarray*} これで台形の高さが求められました。面積をだしましょう。
$(6+24)\times 12 \times \cfrac{1}{2}=180$
※$AB=DC$ のような台形を等脚台形といいます。三平方の定理を使った求積問題でよくでてきます。

三角形 $\huge{14}$ 右の図のような $\triangle ABC$ がある。また、頂点$A$ から辺$BC$ に垂線をおろして、$BC$ との交点を $D$ とする。$BD=xcm,$ $AD=ycm$ として、$x, \ y$ の値を求めなさい。また、$\triangle ABC$ の面積を求めなさい。

答え
$x=6$ $y=8$ 面積 $84cm^2$

POINT

三角形 これ、計算が大変です。がんばってください。
水色の三角形で、三平方の定理から、
$y^2=10^2-x^2$ …①

黄色の三角形で、$DC=21-x$ だから、
$y^2=17^2-(21-x)^2$ …②

どちらも $y^2=$ で式をたてるのがポイントです。
①②の式はどちらも左辺が $y^2$ です。なので、右辺$=$右辺の式をたてて解いていきます。 \begin{eqnarray*} 10^2-x^2&=&17^2-(21-x)^2\\ 100-x^2&=&289-(441-42x+x^2)\\ 100-x^2&=&289-441+42x-x^2\\ -42x&=&289-441-100\\ -42x&=&-252\\ x&=&\cfrac{-252}{-42}=6 \end{eqnarray*} $x=6$ を①の式に代入
\begin{eqnarray*} y^2&=&10^2-x^2\\ &=&10^2-6^2\\ &=&100-36\\ &=&64\\ y&=&\pm \sqrt{64}=\pm 8\\ y&\gt&0 \ だから \\ y&=&8 \end{eqnarray*} これで高さが $8$ だと求められました。なので面積は、
$21 \times 8 \times \cfrac{1}{2}=84$

$\huge{15}$ 下の①,②の図について、次の①,②の問いに答えなさい。
① 線分 $AB$ は円$O$ の弦である。円$O$ の半径が $9cm,$ $AB=14cm$ であるとき、円の中心 $O$ と弦$AB$ との距離を求めなさい。
② $PA, \ PB$ はともに円$O$ の接線であり、点$A, \ B$ はその接点である。円$O$ の半径が$4cm,$ $PA=6cm$ であるとき、点$P$ と $O$ の距離を求めなさい。
円

半径と弦,半径と接線

半径と弦 ①円の中心から弦にひいた垂線は、その弦を二等分する。

$AB \perp OM$ ならば、$AM=BM$

②円外の点 $P$ から円$O$ にひいた$2$ 本の接線の、$P$ から接点までの長さは等しい。また、接線は接点を通る半径と垂直である。 $$PA=PB\\ PA \perp OA, \ PB \perp OB$$

答え
① $4\sqrt{2}cm$ ② $2\sqrt{13}cm$

POINT

弦 ①不親切な問題というのがありまして、線の長さだとか、考え方のヒントみたいなものがいっさい図にかきこまれていないときがあります。そういうときは、自分でどんどん図に情報をかきくわえてしまいましょう。右の図みたいな感じです。
$O$ から弦に垂線をおろすと、その線は弦を二等分します。中心 $O$ と弦 $AB$ との距離というのは、この垂線の長さのことですから、これを $x$ とすると、水色の三角形で考えて、 \begin{eqnarray*} x^2&=&9^2-7^2\\ &=&32\\ x&=&\pm \sqrt{32}=\pm 4\sqrt{2}\\ x&\gt&0 \ だから \\ x&=&4\sqrt{2} \end{eqnarray*} 接線 ②この問題も図にいろいろ線や長さをかきくわえてしまいます。接線と、接点を通る半径が垂直、というのがポイントで、これで三平方の定理が使えます。
$PO=x$ として、水色の三角形で考えて、 \begin{eqnarray*} x^2&=&6^2+4^2\\ &=&52\\ x&=&\pm \sqrt{52}=\pm 2\sqrt{13}\\ x&\gt&0 \ だから \\ x&=&2\sqrt{13} \end{eqnarray*}

$\huge{16}$ 座標平面上で、次の①②の $2$ 点間の距離を求めなさい。
① $A(2, \ 5), \ B(5, \ 1)$
② $A(-4, \ 4), \ B(3, \ -3)$

$2$ 点間の距離

座標平面上の $2$ 点 $(x_1, \ y_1), \ (x_2, \ y_2)$ の間の距離は

$\qquad \large{\sqrt{(x_2-x_1)^2+(y_2-y_1)^2}}$

答え
① $5$ ② $7\sqrt{2}$

POINT

三角形 ①$2$ 点 $A(2, \ 5), \ B(5, \ 1)$ の座標は右の図で確認してください。$AB$ 間の距離、というのは、$AB$ の長さだと思っちゃえばいいです。なので、水色の三角形で、三平方の定理を使えば求められます。$AB^2=3^2+4^2$ でいけます。なのですが。
これ、これから先、高校生になったあともでてきます。こういう長さを求めるのが必要になる問題がいろいろあるんです。なので、そのつどいちいち三角形を思いえがいてやるのではめんどうなので、公式をおぼえてしまいましょう。
$2$ 点間の距離 $$\large{\sqrt{(x_2-x_1)^2+(y_2-y_1)^2}}$$ です。$A(2, \ 5), \ B(5, \ 1)$ をこの公式にあてはめると、
\begin{eqnarray*} AB&=&\sqrt{(x_2-x_1)^2+(y_2-y_1)^2}\\ &=&\sqrt{(5-2)^2+(1-5)^2}\\ &=&\sqrt{9+16}\\ &=&\sqrt{25}\\ &=&5\\ \end{eqnarray*} ②$A(-4, \ 4), \ B(3, \ -3)$ を $2$ 点間の距離 の公式にあてはめて、 \begin{eqnarray*} AB&=&\sqrt{(x_2-x_1)^2+(y_2-y_1)^2}\\ &=&\sqrt{\{3-(-4)\}^2+(-3-4)^2}\\ &=&\sqrt{49+49}\\ &=&\sqrt{98}\\ &=&7\sqrt{2}\\ \end{eqnarray*} ※符号に気をつけて。

対角線 $\huge{17}$ 右の直方体 $ABCD-EFGH$ について、頂点$ B, \ H$ 間の距離を求めなさい。

直方体の対角線

直方体 直方体の縦、横、高さをそれぞれ $a, \ b, \ c$ とすると、対角線の長さは $$ \large{ \sqrt{a^2+b^2+c^2} } $$

答え
$3\sqrt{10}cm$

POINT

直方体 頂点$ B, \ H$ 間の距離というのは、$BH$ の長さのことです。直方体の対角線の公式にあてはめて、 $BH=\sqrt{5^2+7^2+4^2}$ $=\sqrt{90}$ $=3\sqrt{10}$
これが答えです。この公式はわかりやすいというか、おぼえやすいです。なのでおぼえておきたいです。

直方体 公式を使わずに求めるのもやってみましょう。
まず、水色の三角形は$G$ のところが直角なので、三平方の定理から、 \begin{eqnarray*} FH^2&=&5^2+7^2\\ &=&74\\ FH&=&\pm \sqrt{74}\\ FH&\gt&0 \ だから \\ FH&=&\sqrt{74} \end{eqnarray*} 直方体 つぎに黄色の三角形は$F$ のところが直角なので、
\begin{eqnarray*} BH^2&=&4^2+(\sqrt{74})^2\\ &=&90\\ BH&=&\pm \sqrt{90}=\pm 3\sqrt{10}\\ BH&\gt&0 \ だから \\ BH&=&3\sqrt{10} \end{eqnarray*}

$\huge{18}$ 下の図のような直方体 $ABCD-EFGH$ について、頂点$C$ から $E$ まで、表面上にひもをかける。
①ひもが辺 $AB$ 上を通るとき、ひもの長さがもっとも短くなるのは何$cm$か。
②ひもが辺 $BF$ 上を通るとき、ひもの長さがもっとも短くなるのは何$cm$か。
最短距離

答え
① $15cm$ ② $7\sqrt{5}cm$

POINT

最短距離 ①直方体の内部は通りません。表面上を通る最短距離の問題です。この問題も定番で、展開図で考えます。いっそ箱だと思ってください。パカっとフタがあくんです。こんなふうに。そう考えるといいです。そんで、フタがまっすぐになるまで開いて、$C'$ から $E$ までの直線をひけばいいです。水色の三角形で、$F$ のところが直角ですから、三平方の定理が使えますね。$C'F$ の長さは $5+7=12$ です。なので、 \begin{eqnarray*} C'E^2&=&12^2+9^2\\ &=&225\\ C'E&=&\pm \sqrt{225}=\pm 15\\ C'E&\gt&0 \ だから \\ C'E&=&15 \end{eqnarray*} 最短距離 ②こちらは横向きにパカっとフタがあくわけです。こんなふうに。すると、$D'$ のところが直角ですから、三平方の定理が使えます。$ED'$ の長さは $9+5=14$ なので、
\begin{eqnarray*} C'E'^2&=&14^2+7^2\\ &=&245\\ C'E&=&\pm \sqrt{245}=\pm 7\sqrt{5}\\ C'E&\gt&0 \ だから \\ C'E&=&7\sqrt{5} \end{eqnarray*}

折る問題 $\huge{19}$ 右の図のように、長方形 $ABCD$ の紙を、$EF$ のところで折り曲げて、頂点 $C$ が頂点 $A$ と重なるようにする。 $AB=6cm, \ BC=10cm$ のとき、$BF$ の長さを求めなさい。

答え
$\cfrac{16}{5}cm $

POINT

折る問題 $BF=x$ とすると、$FC=10-x$ です。んで、折ったわけですから、$FC=FA$ になっています。「折る問題」は、たぶんかならず、このパターンをどこかで使います。折ったんだからこことここは同じだろう、というパターンです。
というわけで、$AF=10-x$ ということにして、水色の三角形で三平方の定理をやっていきます。 \begin{eqnarray*} x^2+6^2&=&(10-x)^2\\ x^2+36&=&100-20x+x^2\\ 20x&=&100-36\\ x&=&\cfrac{64}{20}=\cfrac{16}{5} \end{eqnarray*}

正四角すい $\huge{20}$ 底面が $1$ 辺 $6cm$ の正方形、側面がすべて $1$ 辺 $6cm$ の正三角形である正四角すいの体積と表面積を求めなさい。

答え
体積 $36\sqrt{2}cm^3$ 表面積 $36+ 36\sqrt{3}cm^2$

POINT

<体積>
正四角すい すい体の体積は、
底面積 $\times$ 高さ $\times\cfrac{1}{3}$ です。
底面積は $1$ 辺が $6cm$ の正方形ですから、$36cm^2$ です。
高さは、右の図の水色の三角形で求めていきます。
底面の正方形の対角線の交点を $O$ とすると、正方形の対角線は垂直に交わるので、$\triangle OAB$ は直角二等辺三角形になるので、$1:1:\sqrt{2}$ の辺の比が使えて、$OA=3\sqrt{2}$ となります。(上の図)
頂点 $P$ から底面に垂線をおろすと $O$ を通るはず、と考えて、水色の三角形で三平方の定理より、 \begin{eqnarray*} PO^2&=&6^2-(3\sqrt{2})^2\\ &=&18\\ PO&=&\pm \sqrt{18}=\pm 3\sqrt{2}\\ PO&\gt&0 \ だから \\ PO&=&3\sqrt{2} \end{eqnarray*} これで高さ $PO$ の長さが求められました。体積をだしましょう。
$36\times 3\sqrt{2} \times \cfrac{1}{3}=36\sqrt{2}$

正四角すい <表面積>
立体の表面積は、底面積 $+$ 側面積です。
この立体は、$1$つの底面と、$4$つの側面があります。
底面積は $36cm^2$ です。
側面は、各辺がすべて $6cm$ の、$4$つの合同な正三角形です。右の図の$\triangle PAB$ で、頂点 $P$ から底辺におろした垂線と 底辺との交点を $M$ とします。正三角形の $1$つの内角は $60^{ \circ }$ ですから、$1:2:\sqrt{3}$ の比が使えて、
$\quad PM=3\sqrt{3}$
なので、$\triangle PAB$ の面積は、
$\quad 6 \times 3\sqrt{3} \times \cfrac{1}{2}=9\sqrt{3}$
なので、表面積は、
$\quad 36+9\sqrt{3} \times 4=36+ 36\sqrt{3}$

円すい $\huge{21}$ 右の図の $\triangle ABC$ を $AC$ を軸として一回転させたときにできる立体の体積と表面積を求めなさい。
ただし、$AB=10cm,$ $\angle B =60^{ \circ },$ $\angle C= 90^{ \circ }$ とする。

答え
体積 $\cfrac{125\sqrt{3}}{3}$ $\large{\pi}$ $cm^3$ 表面積 $75 \pi \ cm^2$

POINT

<体積>
円すい さいしょに辺 $BC$ と $AC$ の長さを求めます。$\triangle ABC$ は $30^{ \circ },$ $60^{ \circ },$ $90^{ \circ }$ の三角形ですから、$1:2:\sqrt{3}$ の比が使えて、
$BC=5cm, \ AC=5\sqrt{3}cm$ です。

$AC$ 軸として一回転させたときにできる立体は円すいです。
すい体の体積は、
底面積 $\times$ 高さ $\times\cfrac{1}{3}$ です。
円の面積は $\pi r^2$ です。なので底面積は
$\pi \times 5^2=25\pi$ です。
高さは $5\sqrt{3}$ です。
体積をだしましょう。
$25\pi \times 5\sqrt{3} \times \cfrac{1}{3}=\cfrac{125\sqrt{3}}{3}\large{\pi}$

<表面積>
円すいの表面積は、底面積 $+$ 側面積です。

底面積は $25\pi$ です。
円すいの側面積は、底面の半径と母線がわかっているときは、
母線 $\times$ 底面の半径 $\times \pi$ でOKです。なので、
$10 \times 5 \times \pi=50\pi$
ということで表面積は
$25\pi +50\pi=75 \pi$

※円すいの母線を $l,$ 底面の半径を $r,$ 側面積を $S$ とすると、 $$\large{S=lr\pi}$$

円すい $\huge{22}$ 右の図のような、底面の半径が $3cm,$ 母線の長さが $18cm$ である円すいがある。次の①②の問いに答えなさい。

①円すいの体積を求めなさい。

②底面の円周上の点$B$ から円すいの側面にあわせて、$1$ 周してもとの点までもどるようにひもをかける。ひもの長さがもっとも短くなるのは何$cm$ か。

答え
① $9\sqrt{35} \pi \ cm^3$ ② $18cm$

POINT

円すい <体積>
すい体の体積は、
底面積 $\times$ 高さ $\times\cfrac{1}{3}$ です。
円の面積は $\pi r^2$ です。なので底面積は
$\pi \times 3^2=9\pi$ です。
高さは水色の三角形で求めます。三平方の定理を使って、
\begin{eqnarray*} AO^2&=&18^2-3^2\\ &=&315\\ AO&=&\pm \sqrt{315}=\pm 3\sqrt{35}\\ AO&\gt&0 \ だから \\ AO&=&3\sqrt{35} \end{eqnarray*} これで高さ $AO$ の長さが求められました。体積をだしましょう。
$9\pi \times 3\sqrt{35} \times \cfrac{1}{3}=9\sqrt{35} \pi$

円すい <ひもの長さ>
右の図のような展開図をかいて考えます。ひもの最短距離は、$B$ から $B'$ までまっすぐにひいた線の長さになっています。だからといって、このままではどうにもならなさそうなのですが、おうぎ形の中心角 $\angle a$ の大きさが、どうにかしてくれる大きさになっています。そう信じて、おうぎ形の中心角の大きさをだしてみましょう。
底面の円の円周とおうぎ形の弧は同じ長さです。その長さは底面の円の円周で考えて、$6\pi$ です。
おうぎ形のもとになっている円の円周は $36\pi$ なので、弧はその $\cfrac{1}{6}$ になっています。じゃあ中心角も $\cfrac{1}{6}$ だろうということで、
$\quad \angle a= 360^{ \circ } \times \cfrac{1}{6}=60^{ \circ }$
これがおうぎ形の中心角の大きさです。ちなみに、円すいの母線と底面の半径がわかっているときは、展開図のおうぎ形の中心角の大きさは $360^{ \circ }\times$ 底面の半径 $\div$ 母線とやれば一発です。もしかしたら $1$ 年生のときに教わっているかもしれません。

円すい おうぎ形の中心角が $60^{ \circ }$ だと求められたので、もういちど、展開図をかきます。こんどは中心角を $60^{ \circ }$ だとおもってかきます。
$\triangle ABB'$ は、頂角が $60^{ \circ }$ の二等辺三角形なので、正三角形だということになります。
こんな感じで、円すいの最短距離の問題は、展開図のおうぎ形の中心角がかならずなんとかなる角度になっています。正三角形なのですから、$BB'=18$


 答え(中3 学年末模擬テスト 第1回) 

1$①-27$ $②17$ $③\cfrac{1}{15}$ $④\cfrac{-10a-b}{2}\left(-\cfrac{10a+b}{2}, \ -5a-\cfrac{1}{2}bも可\right)$ $⑤-\cfrac{\sqrt{5}}{2}$ $⑥\cfrac{7\sqrt{3}}{3}$ $⑦4(2+x)(2-x)$ $⑧x=-\cfrac{1}{2}, \ y=\cfrac{2}{3}$ $⑨x=2, \ -\cfrac{1}{3}$

2$①長いすの数…11脚,生徒の人数…71人$ $②男子…414人,女子…424人$ $③-41$ $④イ,エ$ $⑤\cfrac{1}{3}$ $⑥6$ $⑦y=-2$ $⑧-12\lt y \leqq0$

3$①x=85$ $②x=106$ $③x=12$ $④x=37$ $⑤x=50$ $⑥x=43$ $⑦x=238$ $⑧x=31$ $⑨x=13$ $⑩x=67.5\left(\cfrac{135}{2}\right)$ $⑪x=72$ $⑫x=17$ $⑬x=19$ $⑭x=21$

4$①x=51$ $②x=25$

5$①x=\cfrac{10}{3}$ $②x=\cfrac{71}{9}$

6〈証明〉
$\triangle ABC$ と $\triangle DEB$ で、
$\stackrel{ \Large \frown }{ BC }$ に対する円周角だから、$\angle BAC=\angle EDB$ ……①
$\stackrel{ \Large \frown }{ AB }$ に対する円周角だから、$\angle ACB=\angle ADB$ ……②
平行線の錯角だから、$\angle DBE=\angle ADB$ ……③
②③より、$\angle ACB=\angle DBE$ ……④
①④より、$2$ 組の角がそれぞれ等しいので
$\triangle ABC$ ∽$\ \triangle DEB$

7$①x=79$

8$①x=68$

9 イ,ウ

10$①x=2\sqrt{2}$ $②x=\cfrac{\sqrt{15}}{2}$ $③x=2\sqrt{2}$ $④\cfrac{3\sqrt{3}}{4}$

11$①x=2$ $②x=\cfrac{\sqrt{6}}{2}$ $③x=2\sqrt{3}$

12$①28\sqrt{2}cm^2$ $②2\sqrt{5}cm^2$

13$①11\sqrt{6}cm^2$ $②180cm^2$

14 $x=6 \ y=8 \ 面積 \ 84cm^2$

15$①4\sqrt{2}cm$ $②2\sqrt{13}cm$

16$①5$ $②7\sqrt{2}$

17 $3\sqrt{10}cm$

18$①15cm$ $②7\sqrt{5}cm$

19 $\cfrac{16}{5}cm$

20 $体積 \ 36\sqrt{2}cm^3 \ 表面積 \ 36+36\sqrt{3}cm^2$

21 $体積 \ \cfrac{125\sqrt{3}}{3}\pi cm^3 \ 表面積 \ 75\pi cm^2$

22$①9\sqrt{35}\pi cm^3$ $②18cm$

top

saijuku0222