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図形の問題教えてください

正方形ABCDの辺AB、BC、CD、DAの中点をP,Q,R,Sと します。AQ、BR、CS、DPを結んだときに正方形の内部にできる 小さな正方形の面積がABCDの面積の5分の1であることを、小学生 にわかるように説明するには、どうしたらいいでしょうか?

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  • ベストアンサー
  • xinman
  • ベストアンサー率30% (25/83)
回答No.3

方眼紙を使いましょう。 正方形ABCDを 点A(2,6)、点B(0,2)、点C(4,0)、点D(6,4) となるように書きます。 こうすると、 点P(1,4)、点Q(2,1)、点R(5,2)、点S(4,5) となるので 後は面積の計算でも、 マス目を数えるでもやらせて見ましょう。 これは各点の座標が0以上の整数で表せ、かつ、最小になる座標です。 ちなみに正方形ABCDの面積は20、小さな正方形の面積は4になります。 また、各点のX座標、Y座標をそれぞれ半分にすると、 点A(1.0,3.0)、点B(0.0,1.0)、点C(2.0,0.0)、点D(3.0,2.0) 点P(0.5,2.0)、点Q(1,0.5.0)、点R(2.5,1.0)、点S(2.0,2.5) 正方形ABCDの面積は5、小さな正方形の面積は1になります。 方眼紙のマス目を0.5単位で取れる(小数が使える)なら こちらの方が良いかもしれないですね。

adagio
質問者

お礼

回答ありがとうございます。 とてもわかりやすいですね。三角形の面積公式だけで解けるので、こ れならばっちり教えられそうです。正方形ABCDの1辺を整数にし て考えていたので、斜めにするのは盲点でした。

その他の回答 (3)

  • Hyper30
  • ベストアンサー率45% (9/20)
回答No.4

こんなのは如何でしょう. keronyanさんの記号を使わせて頂きます. 平行四辺形AQCSの面積は元の正方形ABCDの1/2ですね. 台形AHGSの面積と求める正方形EFGHの面積との比を求めます. AH : HE = 1 : 1 AH : SG = 2 : 1 (この二式は中点連結定理を知ってれば 分かりますが,小学校で習う範囲かはわかりません) 従って 台形AHGS : 正方形EFGH = 3 : 4 台形EQCFも同様ですから 平行四辺形AQCS : 正方形EFGH = 3 + 4 + 3 : 4 = 10 : 4 以上から 正方形ABCD : 正方形EFGH = 20 : 4 = 5 : 1

adagio
質問者

お礼

回答ありがとうございます。 中点連結定理は塾で習っているので、理解できるかなと思います。わ たしにとっては、Hyper30さんの解法が計算が少なくて好みで す。

  • kokonoe
  • ベストアンサー率16% (2/12)
回答No.2

実際に正方形の紙(折り紙とか)に線を引いて切ってみましょう。「小さな正方形」のほかに三角形が4つと台形が4つできると思うのですが、これをパズルのように上手に組み合わせていくと、「小さな正方形」の4倍の大きさの正方形ができるはずです。 厳密な証明ではないし、「どうして?」と聞かれても説明できませんが、視覚的には理解できるかな、と。

adagio
質問者

お礼

回答ありがとうございます。 以前、8×8の正方形を切り合わせて13×5の長方形にするという インチキパズルをしてみせたことがあるので、切って合わせてホラ! では、ちょっと納得しないかも、、、。

  • keronyan
  • ベストアンサー率25% (31/122)
回答No.1

AQとBRとの交点をE、BRとCSとの交点をF、CSとDPとの交点をG、DPとAQとの交点をHとおきます。 AとFとを結ぶ線を引き、その中点をXとおくと 三角形ABEとAFEが等しく、AHXとFGXとが等しければ四角形EFGHは四角形ABCDの5分の位置であることが判ります。 証明は相似形と合同系の条件を見いだせばいいのですが、 小学生ならば紙に同じ絵を描いて、三角形を切り出して大きさを比較してやればいいのでは。

adagio
質問者

お礼

さっそくの回答ありがとうございました。 説明不足でしたが、小学生といっても六年生ですので、紙を切って 同じでしょ?では納得しないでしょうねー。かといって、三角形ABE とAFEが等しいという証明を説明するのも大変です。

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