長方形ABCDにおいて、点PはAからBへ、点QはCからBへそれぞれ毎秒1cmの速さで移動する。三角形PBQの面積が6cm²となるとき、点PがAを出発してからの時間(秒)を求める。長方形の辺の長さはAB = 8cm、BC = 12cmである。

幾何学長方形三角形面積二次方程式時間代数
2025/3/30

1. 問題の内容

長方形ABCDにおいて、点PはAからBへ、点QはCからBへそれぞれ毎秒1cmの速さで移動する。三角形PBQの面積が6cm²となるとき、点PがAを出発してからの時間(秒)を求める。長方形の辺の長さはAB = 8cm、BC = 12cmである。

2. 解き方の手順

点PがAを出発してからの時間を tt 秒とする。
このとき、AP = tt cm, PB = 8 - tt cm, CQ = tt cm, BQ = 12 - tt cmとなる。
ただし、0t80 \leq t \leq 8を満たす。
三角形PBQの面積は、
12×PB×BQ=12×(8t)×(12t)\frac{1}{2} \times \text{PB} \times \text{BQ} = \frac{1}{2} \times (8-t) \times (12-t)
これが6cm²となるので、
12(8t)(12t)=6\frac{1}{2}(8-t)(12-t) = 6
(8t)(12t)=12(8-t)(12-t) = 12
968t12t+t2=1296 - 8t - 12t + t^2 = 12
t220t+96=12t^2 - 20t + 96 = 12
t220t+84=0t^2 - 20t + 84 = 0
(t6)(t14)=0(t-6)(t-14) = 0
t=6t = 6 または t=14t = 14
0t80 \leq t \leq 8を満たす必要があるので、t=6t = 6のみが解となる。

3. 最終的な答え

6秒後

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