台形ABCDにおいて、AE = EB, AF = FC, EG : GC = 4 : 3のとき、HC = xの値(cm)を求める問題。BH=32cmである。

幾何学台形相似線分の比
2025/5/6

1. 問題の内容

台形ABCDにおいて、AE = EB, AF = FC, EG : GC = 4 : 3のとき、HC = xの値(cm)を求める問題。BH=32cmである。

2. 解き方の手順

まず、点E, FがそれぞれAB, ACの中点であることから、EFはBCに平行で、EF = 1/2 * BCとなる。
次に、△EFGと△CBGは相似である。EG : GC = 4 : 3であることから、EG : EC = 4 : (4+3) = 4 : 7となる。
したがって、FG : BG = EG : BC = 4 : 7。
BC = BH + HC = 32 + x。
EF = 1/2 * BC = 1/2 * (32 + x)。
ここで、△EFG ~ △CBGであるから、
EG/GC = EF/BC となる。
EG/EC = EF/BCから、GC/EG = 7/4なのでEC/EG = 7/4。EG/EC=4/7より
EG / BC = 4 / 7 なので、
EG / BC = 4/7
EF = 1/2 BC
なので、
EG / (2*EF) = 4/7
EG= 4/7 * 2*EF
EHはEFと平行なのでECと交わらない。
一方、EG:GC=4:3EG:GC = 4:3 であるから、EGEC=47\frac{EG}{EC} = \frac{4}{7} である。
また、EF=12BCEF = \frac{1}{2} BC より、EFBC=12\frac{EF}{BC} = \frac{1}{2} である。
EFGCBG\triangle EFG \sim \triangle CBG より、EFBC=EGGC\frac{EF}{BC} = \frac{EG}{GC} ではない。
よって、EF//BCより、AEFABC\triangle AEF \sim \triangle ABC であるから、EFBC=AEAB=AFAC=12\frac{EF}{BC} = \frac{AE}{AB} = \frac{AF}{AC} = \frac{1}{2} が成り立つ。
また、EGEC=47\frac{EG}{EC} = \frac{4}{7} である。EC = EG+GC であるので、
EFはBCに平行であることから、△EFGと△BCGは相似となる。
したがって、EFBC=EGCG=43\frac{EF}{BC} = \frac{EG}{CG} = \frac{4}{3} である。しかしこれは間違い。
したがって、GCEC=37\frac{GC}{EC} = \frac{3}{7}。△EFG∽△CBGなので、FGBG=EGCG=43\frac{FG}{BG} = \frac{EG}{CG}=\frac{4}{3}
求めるのはxなので、GHCH=BGFG=34\frac{GH}{CH} = \frac{BG}{FG}=\frac{3}{4}
GH32=GCBC=37\frac{GH}{32} = \frac{GC}{BC} = \frac{3}{7} なので
GH=32 *3/7 = 96/7
HC = xの時 CHBC=47\frac{CH}{BC}= \frac{4}{7}なので
GHHC=GH/BCHC/BC=GHx\frac{GH}{HC}= \frac{GH/BC}{HC/BC}= \frac{GH}{x}
EF//BCより△AEFと△ABCは相似である。このときAEAB=AFAC=EFBC=12\frac{AE}{AB} = \frac{AF}{AC} = \frac{EF}{BC} = \frac{1}{2}
EF//BCより直線EFと直線BCは平行である。
よってEFGCBG\triangle EFGと \triangle CBGは相似である。
EGEC=47\frac{EG}{EC} = \frac{4}{7}と、EFBC=12\frac{EF}{BC} = \frac{1}{2}である。
このとき相似な三角形より、EGGC=43\frac{EG}{GC} = \frac{4}{3}より、EGEC=47\frac{EG}{EC}=\frac{4}{7}FGBC\frac{FG}{BC}
BCEF=74\frac{BC}{EF} = \frac{7}{4}
EF=12BCEF = \frac{1}{2} BC
BG/GC=4/3BG/GC= 4/3
HC=x,BC=BH+HC=32+xHC=x, BC = BH+HC= 32+x
x41\frac{x}{41}
GHHC=27\frac{GH}{HC}=\frac{2}{7}
GHx\frac{GH}{x}
△EFGと△CBGにおいてEGGC=43\frac{EG}{GC}=\frac{4}{3}ということはEGEC=47\frac{EG}{EC}= \frac{4}{7}である。
ここでBHHC=BGFG\frac{BH}{HC}= \frac{BG}{FG}が成り立つはずである。
ここで錯角よりBGFG=\frac{BG}{FG}=\frac{4}{3}。
またBG/FG=32/xとなるはずである。
fracBHHC=BGFG=EGCG=4/3\\frac{BH}{HC}=\frac{BG}{FG}=\frac{EG}{CG} =4/3
したがって32/x=4/3。
したがって4x= 32*3= 96
x= 96/4=24。

3. 最終的な答え

x = 24

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