平行四辺形ABCDにおいて、対角線の交点をO、辺BCの中点をE、線分AEとBDの交点をFとします。このとき、線分AFとFEの比(AF:FE)と、三角形AFOと平行四辺形ABCDの面積比(△AFO:□ABCD)を求めます。

幾何学平行四辺形相似面積比
2025/5/5

1. 問題の内容

平行四辺形ABCDにおいて、対角線の交点をO、辺BCの中点をE、線分AEとBDの交点をFとします。このとき、線分AFとFEの比(AF:FE)と、三角形AFOと平行四辺形ABCDの面積比(△AFO:□ABCD)を求めます。

2. 解き方の手順

(1) AF:FEを求める。
三角形ABFと三角形EDFに着目します。平行四辺形なので、ABとCDは平行であるから、ABとDEも平行です。
したがって、角BAF = 角DEF(錯角)、角ABF = 角EDF(錯角)となり、二角がそれぞれ等しいので、△ABF ∽ △EDFとなります。
相似比は、AB:EDです。ここで、AB = DCであり、EはBCの中点なので、ED = 1/2 DC = 1/2 AB となります。したがって、AB:ED = 2:1です。
したがって、AF:FE = AB:ED = 2:1となります。
(2) △AFO:□ABCDを求める。
平行四辺形ABCDの面積をSとします。
平行四辺形の対角線はそれぞれの中点で交わるので、BO:OD=1:1です。
したがって、△ABO = 14\frac{1}{4} Sです。
次に、AF:FE=2:1より、AF:AE=2:3となります。したがって、△AFOの面積は、△ABOの面積の 23\frac{2}{3} 倍です。
よって、△AFO = 23\frac{2}{3} △ABO = 23×14S=16S\frac{2}{3} \times \frac{1}{4} S = \frac{1}{6} S となります。
したがって、△AFO:□ABCD = 16S:S=1:6\frac{1}{6} S : S = 1:6となります。

3. 最終的な答え

AF:FE = 2:1
△AFO:□ABCD = 1:6

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