正方形と45°

【例題】
   下の正方形ABCDにおいて、
   BC上の点E、DC上の点Fは
   ∠DAF=15°、∠BAE=30°
   をみたすとき、
   ∠AFEの大きさを求めよ。

 

【例題の答】
△ADFを下図のように辺ADを
   辺ABに貼り付けて、
     F→Gとする。
   AG=AF、AEは共通
   ∠GAE=45=∠FAE
  から、△AEG≡△AEF
    ∠AGE=∠AFE=
     =∠AFD=75°
    
       答え ∠AFE=75°


 


 この系統の問題は私(リンデン)が最初に見たのはたしか、学習指導要録の解説だったかそれ以前の古いCKTの「数検」の問題集のどちらかのように思います。(CKT:塾専用の教材会社だったかな?)下の問1などは上の例題ですぐわかることですが、基本的な知識として、載せています。

 【問題1】
   正方形ABCDにおいて、 BC上の点E
  DC上の点Fは∠EAF=45° をみたす。
    BE+FD=EF を証明しなさい。
 

 【問題2】
   正方形ABCDにおいて、BC上の点E、
   DC上の点Fは∠EAF=45°をみたし
   点Aから、EFに垂線AGをおろす。

    AGはこの正方形の1辺と等しい
    ことを証明しなさい。

 

 【問題3】
    正方形ABCDにおいて、
BC上の点E、DC上の点Fは
∠EAF=45°、∠EFC=30°
    をみたすとき、∠AFEを求めなさい。
 


 【問題4】
正方形ABCDにおいて、BC上の
点E、DC上の点Fは∠AEB=∠AEF 
を満たす。∠EAF を求めなさい。

 (∠AFE=∠AFD も成り立つから、
点Aは△FEC の傍心になっている。) 


 【問題5】
正方形ABCDにおいて、
BC上の点E、DC上の点Fは
∠AEB=∠AEFをみたす。 
AF=4cm、AE=3√2cm
として、この正方形の面積を
求めなさい

 

 【問題6】
正方形ABCDにおいて、
BC上の点E、DC上の点Fは
 DF+BE=AE をみたす。
    ∠EAF を求めなさい。 



 【問題7】
   正方形ABCDにおいて、
BCの延長上に点Eをとり、
CDの延長上に点Fをとり、
   ∠BEA=∠AEFを満たす。

   ∠EAF を求めなさい。 

 【問題8】
     正方形ABCDにおいて、
 BC上の点E、DC上の点Fは
∠EAF=45°AD:DF=4:1 
を満たす。AF:AE の比は? 



 【問題9】
  正方形ABCDにおいて
BC上の点E、DC上の点Fは
 ∠EAF=45°EC=3cm
  FC=4cm をみたすとき。
     ABの長さは? 



 【問題10】
 正方形ABCDにおいて、
BC上の点E、DC上の点Fは 
∠EAF=45°とする。
  DF:FC=a:b のとき
BE:EC=b:2a 
の証明しなさい。

3平方の定理だけでもガンガン
いけますが、これらとは別
の解答で、JH2CMHさん
ページの中の「MyQSL]の1番
の解答の補助線をヒントにすると、
別解ができます。

 


 【問題11】
 正方形ABCDにおいて、 
BC上の点E、DC上の点Fは 
2DF:FC=EC:BE のとき
∠EAF=45°を証明しなさい。
   
  問題11の逆の問題です。
清宮先生の「エレガントな問題を
作る」にあります。このときの
解答は目からウロコというか、
私は3平方で証明しましたが… 




 【問題12】
正方形ABCDにおいて、
BC上の点E、DC上の点Fは
 ∠EAF=45°を満たす。
 対角線BDを図のように
 G、Hとすると 
 BG^2+HD ^2=GH^2 
を証明しなさい。
 ( ^2 は2乗のことです )
 「三平方の定理」なので
どこに直角三角形を?…
   補助線のヒント 



 【問題13】
    3つの合同な正方形を
横に並べ、∠X、∠Y、∠Z 
( Z=45°)の関係式
    を求めなさい。
    (この問題はナギビンの
「数学玉手箱」からですが、
私はブルーバックスの
「パズル数学入門」で知りました。) 




 【問題14】 問題13のつけたし問題

   2直線 Y=3X (傾き3)と
    Y=(1/2)X (傾き1/2)
   のなす角を求めよ。
              
   数研の数U教科書より

   問題14解答、問題13も解決します。

 【問題15】 問題13のつけたし問題

↓図で、3つの正方形の
1辺を2pとして
   の面積を求めよ。
〜実は簡単な問題です 




 【問題16】
正方形ABCDの辺上に
E、F、G、Hは 
AE=BF=CG=HD=2p
 図のように45°を満たす。
  中央の小さな正方形の
面積Xを求めなさい。

この問題はいくつかの算数パズルの本や、
サイトで見かけられます。(答え 8p)