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中学生のための数学(2)
難易度:
★
河野真衣
2013/09/06 21:37
夏休みの勉強の成果を見せてくださいね。
【問題】
僊BCの三辺の長さを、AB = 3(cm)、BC = x(cm)、CA = 2x(cm) とします。このとき、
@ x がとり得る値の範囲を求めて下さい。
A この三角形の面積を S(cm^2)とすると、S の最大値はいくらになりますか。
【
S=3cm^2
】
回答募集は終了しました。
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No.1
1<x<3、Smax=3cm^2(x=√5)
PDJ
2013/09/06 21:54
おっさんですが。
河野真衣
早速の回答有難うございます。@A共正解です。
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No.2
@1<x<3、A3√3/2(2分の3ルート3)
おた
2013/09/07 07:36
@、A。Aは分かりません。
河野真衣
@正解です。 Aはお答えの数からみて、AB=3、BC=√3、CA=2√3 の直角三角形(∠B=∠R)を想定されたと思われますが、Sはもう少し大きくできます。
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No.3
@1<x<3
Aヘロンの公式より、s=(3x+3)/2 とおくと、
S=√(x+1)(x-1)(x+3)(3-x) と表せる。これをグラフに表すと、x=2でMAXとなる。∴Sの最大値は(3/4)*√15
んなひょ〜っ
2013/09/07 20:46
復習もかねて高校数学でチャレンジして見ました
去年迄は公式スラスラ出てきたのになぁ〜
Aは自信がないので全部かいて見ました
河野真衣
@は正解です。 A x=2 では最大にならない筈ですが。
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No.4
A3
おた
2013/09/07 20:46
早く気付くべきだった?頭が固い。
河野真衣
これでA正解です。
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No.6
二定点からの比が一定な点の軌跡は円になります<br>直線AB上でAC:BC=2:1となる2点をとって、それを直径とする円を書けばよいです<br>先程取った2点の位置がBCの最大、最小となるので1<X<3です(三角形が成立する条件から≦ではなく<です)・・・@<br>AB底辺とすれば高さが最大ならSも最大なので、高さは半径の2でS=3×2/2=3です・・・A
Nighteck
2013/09/07 21:44
説明少し雑ですが。
一番簡単に解ける方法ではないでしょうか
河野真衣
お説のとおり、@A共正解です。 確かに半径2の円になりますね。
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No.7
@ 1<x<3<br><br>A A(0,0)、B(3,0)とすると、Cの取りうる点の集合は(2,0)を中心とした半径2の円となる。<br>この円の中心をOとすると、△ABCの辺ABを底辺とした時、角BOCが直角であるときに面積が最大となる。<br>その時のxは√5となり、OCの長さ=辺ABに対する高さ=2。よって面積S=3。<br>
みれい
2013/09/08 18:25
なんかすでに同じ解答をしている人がいそうな予感。
↓あら、間違い指摘されてしまった。さすが河野さんだ。
河野真衣
@A共正解です。
ご推察の通りNightechさんと解法が同じでした。
Aお答えの中の円の中心の座標は(4,0)ではないかと思いますが。
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No.8
B(0,0)、点A(3,0)、点C(p,q)とすると<br>AC=2BC より<br>AC^2=4BC^2<br>(p-3)^2+q^2=4p^2+4q^2<br>(p+1)^2+q^2=4 となり<br><br>点Cは中心(-1,0)半径2の円周上にあるので<br>1≦BC≦3<br>ABCが三角形になるためには<br>1<x<3<br><br>底辺をABとすると、その長さは3で一定なので<br>高さつまりqの絶対値が最大になればよい<br>よってp=-1、q=±2の時高さが2で最大<br>底辺3、高さ2より面積は3<br><br><br><br>ところで、実際<br><br>S^2=-(9/16)(x^2-1)(x^2-9)<br><br>であり、x^2=XとするとXの二次関数になるので<br>1<X<9においてこの値が最大になるのはX=5のとき<br>すなわちx=√5のとき面積が最大になり、やはりその値は3
りむじん
2013/09/09 00:09
「円」と聞いてから思い付いた解法でした
3辺からすぐに面積を出せる公式も使ってみましたが
河野真衣
@A共正解です。
Aの解き方については、私は円でない方を考えていました。
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No.9
ヒミツ
Nighteck
2013/09/09 06:48
@だけならこっちの方が簡単かも
河野真衣
私も同感です。
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No.10
Cが直線AB上にあるときを考えれば、
X<3<3Xより1<X<3
A(0,0)、B(3,0)、C(x,y)とすると
x^2+y^2=4((x-3)^2+y^2)より、中心のy座標が0の円の方程式になる。
また、1)より円は(2,0)(6,0)を通るので、半径2であることがわかる。よってSの最大値は3
I.T
2013/09/13 22:55
遅ればせながら
河野真衣
おっしゃる通りで、@A共正解です。
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No.11
@
三角不等式から
3 < 2x+x
2x< x+3
x <2x+3
これらを解いて
1<x<3
A
長さ3の辺を底辺としたときの高さをhとする
三平方の定理より
√{(2x)^2 - h^2} + √(x^2 - h^2) = 3
これを整理して
4h^2 = -(x^2 -5)^2 + 16
@で求めた範囲内での最大値は
4h^2 = 16
h=2
よってSの最大値 3
Aはアポロニウスの円を作図しても解けそう
でも2次関数の最大とか、アポロニウスの円って中学でしたっけ?
とりっぷ
2013/09/15 16:05
採点お願いします!
河野真衣
@A共正解です。
ただ、一点。お答えの中の三平方の定理の式に、Sが最大となるときのxを代入しても式が成り立ちませんね。鋭角三角形と鈍角三角形の違いが…。
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No.12
△ABCとして、
AB=3, BC=x, CA=2x としたとき
∠B が鈍角の場合は
√{(2x)^2 - h^2} - √(x^2 - h^2) = 3
でした
とりっぷ
2013/09/15 16:59
図形的な考察が足りなかったのと、両辺を2乗したときの十分性のチェックを忘れてました
河野真衣
気付いてもらって、良かったわ。
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No.13
河野真衣
2013/09/23 13:46
回答有難うございました。答えです。
@三角形であることから、 (2x-x) <3 <(2x+x) → 1<x<3
Aヘロンの公式より、S=√{(3x+3)(3x-3)(3+x)(3-x)}/4
(3x+3)(3x-3)(3+x)(3-x)= -9(x^4-10x^2+9) = 144-9(x^2-5)^2
1<x<3 ですから、Sはx^2=5(x=√5)のとき最小となります。
最小値=√144/4=12/4=3
・ 条件を満たす C の軌跡が円になることを利用した答えの方がスマートかな?
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