## 問題の回答

幾何学三角形合同二等辺三角形面積平行線錯角二等分線
2025/8/16
## 問題の回答
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1. 問題の内容

問題5は、三角形ABCにおいて、AC上に点Dを取りBC=CDとなるようにします。点Dを通りCBに平行な直線をひき、∠ACBの二等分線との交点をEとします。線分CEと辺AB、線分BDとの交点をそれぞれF、Gとする図が与えられています。
(1)では、△CDGと△EDGが合同であることを証明するための空欄を埋める問題です。
(2)では、AC=14cm、BC=8cmのとき、△EDGの面積が△ABCの面積の何倍かを求める問題です。
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2. 解き方の手順

**(1) △CDG ≡ △EDG であることの証明**
証明の空欄を埋めていきます。
(証明) △CDGと△EDGにおいて
共通な辺だから、DG = DG ... (1)
BC = CD より、△BCDは二等辺三角形である
二等辺三角形の頂角の二等分線は底辺を垂直に2等分するので、∠BGC = ∠DGC = 90° ...(2)
対頂角は等しいので、∠DGE = ∠BGC ...(3)
(2), (3)より、∠DGC = ∠DGE ...(4)
また、二等辺三角形の底角は等しいので、∠CBG = ∠CDG ...(5)
平行線の**錯角**は等しいので、BC // ED より、∠EDG = ∠CBG ...(6)
(5), (6)より、∠EDG = ∠CDG ...(7)
(1), (4), (7)より、**二組の辺とその間の角** がそれぞれ等しいので、△CDG ≡ △EDG
**(2) △EDGの面積が△ABCの面積の何倍か**
まず、△ABCの面積を求めます。
△ABCの面積 = 12×AC×BC=12×14×8=56\frac{1}{2} \times AC \times BC = \frac{1}{2} \times 14 \times 8 = 56 cm2^2
次に、△EDGの面積を求めることを考えます。
△CDG ≡ △EDGより、面積は等しいので△CDGの面積を求めることを考えます。
ここで、問題文にCEが∠ACBの二等分線であるという条件が与えられています。
点GからACに下ろした垂線の長さをhとすると、∠DGC=90°であり、△CDGの面積は12×CD×h\frac{1}{2} \times CD \times hとなります。
また、点GからBCに下ろした垂線の長さもhとなります。
∠ACG = ∠BCGより、CGは∠ACBの二等分線であるため、△ACGと△BCGの面積比はAC:BC=14:8=7:4となります。
また△ABC = △ACG + △BCGであり、△ABC = 56cm2^2でした。
よって、△ACG = 77+4×56=711×56=39211\frac{7}{7+4} \times 56 = \frac{7}{11} \times 56 = \frac{392}{11} cm2^2
△BCG = 47+4×56=411×56=22411\frac{4}{7+4} \times 56 = \frac{4}{11} \times 56 = \frac{224}{11} cm2^2
ここで、△ACG = 12×AC×h=12×14×h=7h\frac{1}{2} \times AC \times h' = \frac{1}{2} \times 14 \times h' = 7h'となる(ここでhh'は点GからACに下ろした垂線の長さ)。
39211=7h\frac{392}{11} = 7h'より、h=39277=5611h' = \frac{392}{77} = \frac{56}{11}
△CDG = 12×CD×h=12×8×5611=22411\frac{1}{2} \times CD \times h' = \frac{1}{2} \times 8 \times \frac{56}{11} = \frac{224}{11}
△EDG = △CDG = 22411\frac{224}{11} cm2^2
△EDGの面積 / △ABCの面積 = 22411/56=22411×156=411\frac{224}{11} / 56 = \frac{224}{11} \times \frac{1}{56} = \frac{4}{11}
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3. 最終的な答え

(1) (4): ∠BGC, (5): ∠CDG, (6): 錯角, (7): ∠CDG, 合同条件: 二組の辺とその間の角
(2) 411\frac{4}{11}