点Pのx座標を$a$($a>0$)とし、点Pからx軸に垂線を下ろし、x軸との交点をHとする。OHの長さは$a$ cm、PHの長さは$a+3$ cmである。三角形POAの面積が28 cm$^2$であるとき、点Pの座標を求める問題である。

幾何学座標三角形の面積二次方程式座標平面
2025/5/18

1. 問題の内容

点Pのx座標をaaa>0a>0)とし、点Pからx軸に垂線を下ろし、x軸との交点をHとする。OHの長さはaa cm、PHの長さはa+3a+3 cmである。三角形POAの面積が28 cm2^2であるとき、点Pの座標を求める問題である。

2. 解き方の手順

まず、三角形POAの面積をaaを用いて表す。
三角形POAの面積は、12×OA×PH \frac{1}{2} \times OA \times PH で与えられ、これが28 cm2^2に等しい。
問題文より、OH=aOH = aである。
図を見ると、OA=OH+HAOA = OH + HAである。また、三角形OPAは二等辺三角形なので、OH=12OAOH = \frac{1}{2} OAとなる。(Pからx軸に下ろした垂線は底辺OAを二等分する)
したがって、OA=2OH=2aOA = 2OH = 2aである。
三角形POAの面積は、
12×OA×PH=12×2a×(a+3)=a(a+3)\frac{1}{2} \times OA \times PH = \frac{1}{2} \times 2a \times (a+3) = a(a+3)
これが28に等しいので、
a(a+3)=28a(a+3) = 28
a2+3a=28a^2 + 3a = 28
a2+3a28=0a^2 + 3a - 28 = 0
(a+7)(a4)=0(a+7)(a-4) = 0
a>0a>0より、a=4a=4
点Pのx座標はa=4a=4である。点Pは直線y=x+3y=x+3上にあるので、点Pのy座標は、y=4+3=7y = 4 + 3 = 7である。
したがって、求める点Pの座標は(4,7)(4, 7)である。

3. 最終的な答え

点Pのx座標は4なので、点Pの座標は、a=4a=4y=a+3y = a + 3に代入すると、a2a^2にはならない。点Pのy座標は、y=a+3y = a+3と書ける。したがって、点Pの座標は(a,a+3)(a, a+3)となる。面積の式からa=4a=4が求まったので、点Pの座標は(4,4+3)=(4,7)(4, 4+3) = (4,7)となる。
したがって、求める点Pの座標は (4,7)(4, 7) です。

「幾何学」の関連問題

2つの直線 $y = -x + 6$ と $y = (2 + \sqrt{3})x - 2$ のなす角 $\theta$ を求める問題です。ただし、$0 < \theta < \frac{\pi}{2...

直線角度三角関数
2025/5/18

## 数学の問題の解答

空間ベクトル座標空間平面直線交点
2025/5/18

(1) ベクトル $\vec{u} = (2, 3)$ に垂直で、点 $(-1, 4)$ を通る直線の方程式を求める。 (2) 座標平面上に原点Oと点A$(0, 2)$がある。点P$(x, y)$が ...

ベクトル直線の方程式軌跡線分
2025/5/18

円に内接する四角形ABCDにおいて、$AB=2$, $BC=4$, $CD=3$, $DA=2$である。 (1) 対角線$AC$の長さを求めよ。 (2) 四角形$ABCD$の面積$S$を求めよ。

四角形余弦定理面積
2025/5/18

平行四辺形ABCDにおいて、対角線BDの中点をE、辺ADを3:2に内分する点をFとする。$\vec{AB} = \vec{b}, \vec{AD} = \vec{d}$とするとき、以下の問いに答えよ。...

ベクトル平行四辺形重心内分点
2025/5/18

(1) 中心が (3, 0) で、直線 $4x - 3y - 2 = 0$ に接する円の方程式を求める問題です。 (2) 中心が直線 $y = 3x$ 上にあり、直線 $2x + y = 0$ に接し...

円の方程式点と直線の距離座標平面
2025/5/18

AB, AC, CBをそれぞれ直径とする半円が描かれた図において、色のついた部分の面積を求める問題です。ただし、AC = $x$ cm, CB = $y$ cmとします。

図形面積半円計算
2025/5/18

直線 $x + y + 1 = 0$ に関して、点 $A(3, 2)$ と対称な点 $B$ の座標を求めよ。

座標平面対称点直線中点垂直連立方程式
2025/5/18

(1) 直線 $x + 2y = 0$ に関して、点 A(3, -4) と対称な点 B の座標を求めます。 (2) 直線 $x + y + 1 = 0$ に関して、点 A(3, 2) と対称な点 B ...

座標平面対称な点直線の方程式連立方程式
2025/5/18

与えられた2点A, Bを結ぶ線分の垂直二等分線の方程式を求める問題です。 (1) A(2, 0), B(0, 4) (2) A(-1, -2), B(2, 7)

線分垂直二等分線座標平面直線の方程式
2025/5/18