数学 NAVI テキスト 中学3年 第5章 図形の計量 テキストの使用方法 このテキストは「数学ナビ」の学習をすすめるためのテキストです。ですから、「数学ナビ」 を使用して学習する際に有効的に使用してください。 このテキストには、「数学ナビ」で出題される全ての問題が掲載されていますので、学習す る場合にこのテキストで問題を解き、コンピュータで解説を受けてください。 学習の手順 ひとつの小単元を選び、「レッスン」で「授業」を受ける 「授業」の中の「例題」はテキストを使って実際に解いてみる レッスン 次に、テキストで同じ小単元の「練習問題」を解いてみる 解いた「練習問題」を『数学ナビ』で答え合わせし、解説を聞く 間違えた問題はさらに解き直しをする 一通りの学習が終わったところで「チェックテスト」を解いてみる チェック テスト 『数学ナビ』で答え合わせをし、テスト結果・解答解説を見る 間違えた問題はさらに解き直しをする まとめの学習 『数学ナビ』で「まとめの学習」をやってみる 入試問題に チャレンジ テキストで「入試のチャレンジ」を解いてみる 『数学ナビ』で答え合わせし、解説を見る 間違えた問題はさらに解き直しをする 2 中学3年 第5章 図形の計量 MAP 10.相似な図形の体積比 8.すい体と球の求積 9.相似な図形の面積比 計量と相似 7.円とおうぎ形 5.空間図形への応用 三平方の定理の応用 6.座標への応用 4.平面図形への応用 3.特別な直角三角形 2.三平方の定理の逆 三平方の定理 1.三平方の定理 3 例題 例題1 右の図は、正方形 CDEF を4つの合同な三角形と1つの正 Q F E 方形に分けたものです。 BC= a 、CA= b 、AB= c として、 a + b = c が成り立つことを 2 2 2 B 証明しなさい。 c a C (ア) (イ) x cm 6cm D b A 下の図で、 x の値を求めなさい。 例題2 P (ウ) x cm 13cm x cm 6cm 9cm 5cm 8cm 下の図で、 x の値を求めなさい。 例題3 (ア) (イ) A A 6cm B 例題4 x cm 2 6 cm 4cm C D B x cm 8cm 10cm C 6cm 8cm D 3辺の長さが次のような三角形のうち、直角三角形をすべて選びなさい。 (ア)4cm、5cm、6cm (イ)2cm、3cm、 13 cm (ウ) 2 3 cm、 2 3 cm、 2 6 cm 例題5 3辺の長さが m − n 、2mn 、m + n で表される三角形は、直角三角形であることを証 2 2 2 2 明しなさい。ただし m > n > 0 とします。 4 例題6 下の図で、 x の値を求めなさい。 (ア) (イ) A C 6cm x cm 60° A 45° B 例題7 B x cm C 3cm 下の図で、 x の値を求めなさい。 (ア) 長方形 (イ) 正方形 x cm x cm 4cm 8cm 45° 10cm 例題8 下の図で、 x の値と三角形の面積を求めなさい。 (ア) 二等辺三角形 10cm (イ) 正三角形 x cm x cm 6cm 例題9 6cm 下の図で、 x の値を求めなさい。 (ア) 台形 (イ) 4cm A 4cm B D A x cm 6cm 台形 5cm B C 5 4cm x cm D 5cm 10cm C 例題 10 2点 A(5,4)、B(−1,1)の間の距離を求めなさい。 例題 11 頂点の座標が A(−4,−5)、B(3,−1)、C(−1,1)である△ABC はどのよう な三角形ですか。 例題 12 D 右の図のような直方体の対角線 AG の C 3cm 長さを求めなさい。 A B 4cm H G E 例題 13 F 5cm 右の図のような正四角錐の体積を求めなさい。 O 9cm D C 6cm A 例題 14 B 6cm 右の図のような底面が正三角形である三角柱 があります。この正三角柱の頂点 A、E、F を通る平面で A 8cm この立体を切るとき、△AEF の面積を求めなさい。 C 6cm B D F E 例題 15 次の問いに答えなさい。 (ア)半径6cm、中心角 150°のおうぎ形の弧の長さと面積を求めなさい。 (イ)半径9cm、弧の長さ 6π cm のおうぎ形の中心角と面積を求めなさい。 6 例題 16 右の図のように、底面の半径が8cm、母線の長さが 18cm の円錐があります。次の問いに答えなさい。 (ア)表面積を求めなさい。 (イ)体積を求めなさい。 例題 17 右の図は、半径3cm の球を半分に切ってできる立体 3cm です。この立体の体積と表面積を求めなさい。 例題 18 右の図で AD:DB=2:3、DE//BC です。次の問い A に答えなさい。 (ア)△ADE と△ABC の面積の比を求めなさい。 2 (イ)台形 DBCE の面積が 42cm2 のとき、△ADE の面積を求め D なさい。 E 3 B 例題 19 右の図のように、底面の半径が 10cm、高さが 24cm の 円錐の形をした容器があります。この容器に 12cm の深さまで水 を入れたとき、次の問いに答えなさい。 (ア)水面の円の半径は何 cm ですか。 (イ)この水の体積は、容器の何分のいくつですか。 7 C 練習問題 練習1 次の図で、 x の値を求めなさい。 (ア) (イ) A C 15 B 練習2 3 A C x 11 5 次の図で、 x の値を求めなさい。 (ア) (イ) A A x 10 B 練習3 B x 6 D 7 2 7 C 5 B x C 5 D 次の図で、 x の値を求めなさい。 (ア) (イ) A A x 9 x 4 B 2 D 3 C B 4 D 2 C 練習4 3辺の長さが 2 6 , 2 6 , 4 3 の三角形はどのような三角形ですか。 練習5 3辺の長さが次のような三角形のうち、直角三角形をすべて選びなさい。 (a)4,5,6 練習6 (b) 6 ,4, 22 (c) 3 2 1 , , 10 5 2 3辺の長さが次のような三角形を(a)直角三角形,(b)二等辺三角形,(c)直角二等 辺三角形に分け、それぞれ記号で答えなさい。 (ア) 6 , 6 ,4 (イ)2, 5 ,3 8 (ウ) 2 , 2 ,2 n 2+1, n 2−1, 2n を3辺の長さとする三角形は、直角三角形であることを証明しなさ 練習7 い。ただし、 n は n > 1 の整数とします。 練習8 次の図で、 x の値を求めなさい。 (ア) (イ) A B 6 x 30° C A x 5 45° B C 次の図で、 x の値を求めなさい。 練習9 (ア) (イ) B C 45° x 10 A C 60° B 4 A x 次の図で、 x の値を求めなさい。 練習 10 (ア) (イ) A A x x B 4 45° 60° D 6 C B D 45° 60° C 次の図で、 x の値を求めなさい。 練習 11 (ア) (イ) A A 10 B x H 12 10 10 B C 9 x H 10 10 C 練習 12 次の図で、 x の値を求めなさい。 (ア) 長方形 (イ) A D B 4 C 3 x B C 6 次の図で、 x の値を求めなさい。 (イ) 4 A B 台形 D x 7 A 5 C 7 D x 4 B 4 C 11 次の図で、 x の値を求めなさい。 (ア) A (イ) 10 D E 6 x A D 12 B 30° E x 4 6 練習 15 D 3 (ア) 練習 14 A x 1 練習 13 台形 18 C C B 右の図で、対角線 AG の長さを求めなさい。 D C A B 5 H G 6 E 10 8 F 練習 16 D 右の図の直方体で、P は辺 BF 上の点 C A です。AP+PG が最小になるとき、AP+PG の長 B さを求めなさい。 6 P H G 4 E 練習 17 8 F 右の図は、1辺の長さが8の立方体です。3 口の面積を求めなさい。 8 D 点 C,D,F を通る平面でこの立方体を切るとき、切り C A B H G E 練習 18 次の2点 A,B の間の距離を求めなさい。 (ア)A(2,1) 練習 19 B(5,7) (イ)A(−2,4) B(3,−1) (イ)A(−1,3) B(11,−2) 次の2点 A,B 間の距離を求めなさい。 (ア)A(3,4) 練習 20 F B(4,6) A(−2,1) B(2,−3) C(4,3)を頂点とする△ABC はどのような三角形 ですか。 練習 21 次のおうぎ形の面積を求めなさい。 (ア) (イ) 6 10 240° 72° 11 練習 22 次のおうぎ形の面積を求めなさい。 (ア) AB=6 π (イ) AB=5 π A O A 24 O B B 練習 23 右の図の円すいの表面積を求めなさい。 練習 24 下の図の円すいの体積を求めなさい。 (ア) (イ) 展開図 6 練習 25 6 右の立体について、次の問いに答えなさい。 (ア)体積を求めなさい。 (イ)表面積を求めなさい。 12 240° ・ 練習 26 右の図形を直線 l を軸として回転したときにできる l 立体について、次の問いに答えなさい。 (ア)できた立体の体積を求めなさい。 (イ)できた立体の表面積を求めなさい。 6 6 練習 27 右の図の AD//BC の台形 ABCD で、△AOD の A 面積が8、△COB の面積が 18 のとき、AD:CB を求め D なさい。 O B 練習 28 C 右の図で、AD:DB=4:1、DE//BC です。△ADE と△ABC の面積の比を求めなさい。 A 4 D 1 E B 練習 29 C 右の図は、△ABC の辺 AB を3等分する点を A A から近い方から順に D,E とし、DF//EG//BC となっていま す。このとき、△ADF と台形 DEGF と台形 EBCG の面積 の比を求めなさい。 D E B 13 F G C 練習 30 右の図で、円柱 P と円柱 Q は相似です。次の問いに答えなさい。 (ア)P と Q の表面積の比を答えなさい。 (イ)P と Q の体積の比を求めなさい。 練習 31 右の図で、点 C,D は母線 OA の3等分点です。この 円すいを点 C,D を通り底面に平行な平面で切って X,Y,Z の 3つの立体に分けました。立体 X,Y,Z の体積比を求めなさい。 14 入試問題−標準問題 問1 右の図の△ABC の面積を求めなさい。ただし、無理数は根号 A をつけたままで答えなさい。(福島県) 6cm 135° B 問2 3cm C 右図のように、一辺の長さが6cm の立方体の隣り合う辺の 中点どうしをすべて結び、四角形と三角形で囲まれた立体 T 6cm を作るとき、次の問いに答えなさい(国立高専) (ア)立体 T は何面体ですか。 (イ)立体 T の体積を求めなさい。 (ウ)立体 T の表面積を求めなさい。 問3 右図のような台形 ABCD があります。AD= 2a ,CD A = 3a ,BC= 4a ,∠ BCD= 90° とするとき、次の問いに 2a D 答えなさい。 (駒澤大学) (ア)AB の長さを求めなさい。 3a (イ)AC と BD の交点を O とするとき、△OAB と△ODC の面積比を求めなさい。 (ウ)台形 ABCD を DC を軸に回転させたときにできる 立体の体積を求めなさい。ただし、円周率は π とし B 4a ます。 問4 右図のように、一辺の長さが1cm の正方形に高さが1cm の正三角形が重なっているとき、斜線部の面積を求めなさい。 (成城) 15 1cm C 問5 右図のように AB=3cm,BC=4cm の長方形 ABCD A D があります。この長方形を対角線 BD を軸として 180°回 転させてできた立体の体積を、円周率 π を用いて求めな さい。(山口県) 3cm B 問6 C 4cm 正四面体 ABCD において、AB,AD の中点をそれぞれ E,G とし、 A 辺 AC を2:1の比に分ける点を F とします。このとき正四面体 ABCD と四面体 AEFG の体積の比を最も簡単な整数の比で表しなさい。(和洋 E・ 国府台女子) ・G ・F B D C 問7 C 右図は、3つの長方形 ADEB,BEFC,ADFC 5cm を側面とし、 ∠ C= ∠ F=90°の2つの直角三角 形 ABC,DEF を底面とする三角柱です。この図 A で、G は辺 BC 上の点で BG=2GC です。この三 角柱を平面 AEG で切って2つの立体にします。 AB=13cm,AC=5cm,AD=9cm のとき2つの 9cm B F 立体のうち A,G,C,D,E,F を頂点とする立 体の体積を求めなさい。 (愛知県) D 13cm E 問8 図Ⅰのように正四角柱 ABCD−EFGH の側面に沿って、A から E まで糸をらせん状に2回まきま す。糸の長さが最短になるときの糸の跡を図Ⅱの展開図に書きなさい。また、このとき糸の長さを 求めなさい。ただし、AE=10cm,EF=3cm とします。(福井県) A D 図Ⅰ 図Ⅱ D C A A B C D B A 10cm H E 3cm F G E 16 F G E H H E 問9 図のように大きい正三角形から小さい正三角形を取り除いて できた図形があります。この図形の面積は取り除いた正三角形の 面積の3倍で、周の長さは 56cm です。取り除いた正三角形の一 辺の長さを求めなさい。 (広島県) 問10 図Ⅰにおいて、線分 PQ は1辺の長さが6cm の正方形 ABCD の対角線の交点 O を通り、平面 ABCD に垂直であ ・P 図Ⅰ り、また OP=OQ=OA とします。次に、6個の点 P,A, D C B,C,D,Q を頂点とする図Ⅱのような立体を作ります。 O このとき、次の問いに答えなさい。 (佐賀県) (ア)PA の長さを求めなさい。 A B (イ)この立体の表面積を求めなさい。 ・Q (ウ)辺 PA,PB,PC,PD,QA,QB,QC,QD のそれ ぞれの中点を順に E,F,G,H,I,J,K,L とする ときこの8個の点を頂点とする直方体の体積を求め P 図Ⅱ なさい。 C D A B Q 問11 右の図Ⅰは、1辺の長さが4cm の立方体 ABCD−EFGH です。 図Ⅰ 次の問いに答えなさい。 (大分県) D (ア)図Ⅰにおいて、線分 AG の長さを求めなさい。 C A B (イ) 図Ⅰの立方体をいろいろな平面で切るとき、その切り口は いろいろな形になります。図Ⅱは切り口(斜線の部分)の図形 H が四角形になる例です。図Ⅰの立方体を一つの平面で切ったと きにできる切り口の図形のうち最も多い辺をもつ多角形を図 Ⅱの例にならって図Ⅲの立方体に書きなさい。 図Ⅲ 図Ⅱ 17 E G F (ウ)図Ⅳは図Ⅰの立方体を1つの平面で切ってできた2つの立体 図Ⅳ 1cm 立面図 のうち一方の立体の投影図です。この立体の体積を求めなさい。 平面 図 1cm 1cm 問12 右の図の立体は、1 辺の長さが6cm の立方体 CDEF−GHIJ の上に B AC=AD= 3 2 cm の三角柱 ACD−BFE を重ねたものです。ただし、 5点 A,C,G,H,D は同じ平面上にあります。このとき、次の問 A いに答えなさい。(岡山県) F (ア)線分 BC の長さを求めなさい。また3点 B,C,E を頂点とす E C D る三角形において ∠ CBE の大きさを求めなさい。 (イ)3点 B,E,H を通る平面でこの立体を切るときその切り口は J I どのような形になりますか。その概形を書きなさい。 G (ウ)3点 B,E,H を頂点とする三角形の面積を求めなさい。 問13 右図のような三角柱 ABC−DEF において底面 DEF は DE= H C B DF=2cm、 ∠ EDF= 120° の二等辺三角形です。AD 上に点 P 120° をとるとき、次の問いに答えなさい。(北豊島) A (ア)△ABC の面積を求めなさい。 (イ)△PBC が直角三角形( ∠ CPB= ∠ R)となるとき、AP ・P の長さを求めなさい。 (ウ)△PBC が正三角形になるとき、三角すい A−PBC の体積 F を求めなさい。 E 2cm 2cm D 18 問14 右図のような直線 l を対称の軸とする線対称の形をし 45° たシールがはられています。これを先端 P から折り目と l が垂直に交わるようにはがしていきます。P から折り目ま での距離を x cm シールをはがした後の部分(図の斜線の 2 部分)の面積を y cm として次の問いに答えなさい。 3cm x cm 5cm P 2cm (岐阜県) (ア) x の変域を次の①,②とするとき、 x と y の関係 45° を式で表しなさい。 ① 0≦ x ≦2のとき ② 2≦ x ≦5のとき y(cm2) (イ)シールのはがし始めてからはがし終わるまでの x と y の関係を表すグラフを書きなさい。 (ウ)(イ)のグラフで表された関数で x の値が次の①〜 ③のように増加するとき、変化の割合が最も大きく 10 なるのはどれですか。一つ選んで番号を書きなさい。 ① 0から1まで ③ 2から5まで ②1から2まで O 問15 右の図は、1辺8の正方形 ABCD で BC 上に BE の長さが x 5 A D 6となる点 E をとります。また AE に点 D から垂線をおろし、 その交点を F とするとき、四角形 DFEC の面積を求めなさい。 (岩倉) 8 B 19 F 6 E C l 入試問題−発展問題 問1 右の図のように一辺が、4cm の立方体があります。頂点 B から D 平面 AFC にひいた垂線の長さを求めなさい。(駿台甲府) C A B 4cm H G E 問2 右の図のように平行四辺形 ABCD において AD の とします。また、BE と CA,CF との交点をそれぞれ D ・ 8cm ・ G 6cm F 点 G,H とします。 ∠ BAC= 90° ,AB=6cm,AC (ア)AF:FB を最も簡単な整数の比で表しなさい。 E A 中点を E とし ∠ ACB の2等分線と AB との交点を F =8cm のとき、次の問いに答えなさい。(北豊島) F H ・ ・ B C (イ)BH:HE を最も簡単な整数の比で表しなさい。 (ウ)FH の長さを求めなさい。 問3 右図は AB=3cm,AE=BF=6cm,EH= 3 3 cm,EF=9cm, D ∠ AEF= ∠ BFE=60°の立体 ABCD−EFGH で2つの面 AEFB, A DHGC は同じ台形で他の4つの面はすべて長方形です。このと きこの立体について、次の問いに答えなさい。 (福岡大附大濠) (ア)対角線 AG の長さを求めなさい。 (イ)この立体の表面を通って A から G まで行くとき、最短距 C B 3cm 6cm H 60° 3 3 cm 60° E F 9cm G 離を求めなさい。 (ウ)立体 ABCD−EFGH の体積を求めなさい。 問4 右図のように一辺の長さが2cm の正四面体 O−ABC が O あります。辺 AB:OC の中点をそれぞれ M,N とすると き、次の問いに答えなさい。(日大習志野) (ア)面 ABN と面 OBC の交線の長さを求めなさい。 2cm ・N (イ)頂点 O から底面 ABC に垂線 OH を引き、面 ABN との交点を D とするとき、線分 AD の長さを求めなさ い。 A C ・ M B 20 問5 右の図のように、一辺の長さ2の立方体 ABCD−EFGH があ A ります。辺 FG,GH のそれぞれの中点と頂点 A を通る平面と辺 BF との交点を I とするとき、次の問いに答えなさい。 D 2 B C (ア)線分 IF の長さを求めなさい。 (イ)立方体をこの平面で2つに切り分けたとき、頂点 E を含 む立体の体積を求めなさい。 I E H F 問6 G 図のように正方形 OABC の辺 AB 上に点 S を、線分 OS が正 y 方形の面積を2:1の比に分けるようにとります。O を原点、 B A(2,1)とするとき、次の各問いに答えなさい。(白陵) S (ア)直線 AB の方程式を求めなさい。 C (イ)線分 OS の長さを求めなさい。 A (ウ)直線 OS の方程式を求めなさい。 x O 問7 右図のように BA= 2 3 cm、BC= 3 3 cm、BF=4cm D の直方体 ABCD−EFGH があります。この直方体をある平 面で切ったところ切り口が PQ=PR=2cm、QR= 6 cm である二等辺三角形 PQR になりました。次の問いに答え A C H なさい。(早稲田実業) R Q (ア)三角すい B−PQR の体積を求めなさい。 (イ)点 C を通り平面 PQR に平行な平面と平面 PQR とで B E G はさまれた部分の体積を求めなさい。 P F 問8 右図において、△ABC は二等辺三角形で AB=AC= E 17 です。また CD=15,AD=AE=BF=BG であり、CD, AE,BF はいずれも直線 DG に垂直です。弧 DE,FG は D F A いずれも円周の一部で中心はそれぞれ A,B となってい ます。円周率を π として次の問いに答えなさい。(武蔵) B (ア)BC の長さを求めなさい。 G (イ)点 G から直線 BC におろした垂線の長さを求めなさい。 (ウ)図形 CDEFG の全周の長さを求めなさい。 21 C 問9 体積が 27(cm3)である立方体 ABCD−EFGH において、AE, FG,AD 上に、AP:PE=FQ:QG=AR:RD=2:1を満たす点 P, ・ D C R Q,R があります。3点 P,Q,R を通る平面で立方体を2つの立 A B 体に分割するとき、次の問いに答えなさい。(江戸川学園取手) (ア)切り口の周の長さを求めなさい。 ・ (イ)切り口の図形の面積を求めなさい。 P H ・Q G (ウ)分割された2つの立体のうち頂点 H を含む方の体積を求め E なさい。 F 問10 右図のように立方体 ABCD−EFGH において辺 AE,EF, D FG,GC,CD,DA の中点をそれぞれ I,J,K,L,M,N M ・ ・ N とします。このとき6点 I,J,K,L,M,N は同一平面上 A にあります。IK= 6 のとき、次の問いに答えなさい。 (早大本庄) C I ・ (ア) 立方体の一辺の長さを求めなさい。 ・L B H (イ) I,J,K,L,M,N を含む平面で立方体を切ったと E き切り口の面積 S を求めなさい。 ・ J (ウ) 四角形 AEGC を一つの面と考え、この面を DH を軸 ・K G F に1回転されたときにできる立体の体積 V を求めな さい。ただし、円周率は π を用いなさい。 問11 右図のように、二等辺三角形 ABC の頂点 A から底面 BC に垂線 AH を引きます。AB 上に点 D、BH 上に点 E A をとり、AH に関して D,E と対称な点をそれぞれ G,F としたとき五角形 ADEFG の辺の長さがすべて等しくな D ・ りました。AB=6,BC=8とするとき、次の問いに答 ・G えなさい。(早大高等学院) (ア) D から BH に垂線 DI を引き AD= x とするとき B I E H C F DI を x の式で表しなさい。 (イ) 五角形 ADEFG の一辺の長さを求めなさい。 問12 1辺の長さが1の正方形 ABCD を、頂点 D が辺 AB 上の点 E に 重なるように GH を折り目として折り曲げます。そして他の点も図 A のように記号を決めるとき、次の問いに答えなさい。(慶應女子) 1 のとき、AG:GD を整数の比で表しなさい。 4 (イ) AE= t とおくとき、GD,HC の長さを t を用いて表しなさい。 G D M E (ア) AE の長さが (ウ) 四角形 GEFH の面積が 7 のとき、AE の長さを求めなさい。 18 22 B H N F C 問13 右図の長方形 ABCD で AG,CE は対角線 BD に垂直 で EF,GH は BD に平行です。AD= x ,AB= y( x > y ) x A E D として長方形 EFGH の面積 S を x ,y を用いて表す式を 作りなさい。 (関西学院) y F H B C G 問14 右図のように、一辺の長さが4cm の立方体から3つの頂点 D, E,F から上の部分を切り取った容器があります。切り口の△DEF C D F を上に、水平にして水を入れます。頂点 O から水面にひいた垂線 の足を H とするとき、次の問いに答えなさい。 (大阪星光) O ・ (ア) 水面と3辺 OA,OB,OC との交点を P,Q,R とし、OP = l cm(0< l ≦4)のとき、△PQR の面積と水の深さ OH A E を l の式で表しなさい。 (イ) 水の深さが OH= (ウ) 水の深さが OH= 2 3 5 B D cm のとき、水面の面積を求めなさい。 C B cm のとき、水面の表面の形は何角形 Q 3 R ・ ですか、また水面の面積を求めなさい。 O P E F A 問15 1辺の長さが 12cm の立方体 ABCD−EFGH があり、線分 BD A の中点を M とします。右図の△BDP は、線分 BD を一辺とする 正三角形を辺 BD を軸として回転させたものであり、点 Q は面 D ・ M B C BDP と辺 CG との交点です。このとき次の問いに答えなさい。 (筑波大学附) (ア) CQ= 2 6 cm のところで、△BDP を固定するとき△BDP E ・・P Q のうち立方体の外側に出ている部分の面積を求めなさい。 (イ) MQ=QG となる点で△BDP を固定するとき、CQ の長さ F H G を求めなさい。 (ウ) (イ)のとき、三角すい P−BDG のうち立方体の外側に出ている部分の体積を求めなさい。 23
© Copyright 2024 Paperzz