三角比の空間図形への応用

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三角比の空間図形への応用 数学Ⅰ

高校数学Ⅰの『図形と計量』で習う『正弦定理』や『余弦定理』を用いて、空間図形を考える問題を解説しました!

空間図形の問題を解くためのポイントは、「三角形に着目して考える」こと!

空間図形の問題は、平面図形を駆使して考えることが重要です!

問題

右図において、BC=100ABC=75ACB=60ACD=45 のとき、AD の長さを求めよ。

 

解答

<空間図形の問題は、三角形に着目して考える>
・長さや角度について情報がある ABCACD に着目して考えていく。
ACD について、AC の長さがわかれば AD の長さが求まる。
ACD は直角二等辺三角形だから)
ABC について、『正弦定理』や『余弦定理』を用いれば、AC の長さが求まりそう。

まずは ABC で正弦定理を用いて AB の長さを求める
※辺 AC の対角が 75 なので、いきなり AC の長さは求まらない

 ABC正弦定理より

      100sin45=ABsin60

 これを解いて  AB=506

AB の長さが求まったので、余弦定理で AC の長さが求まる

 AC=x として、ABC余弦定理より

      (506)2=x2+10022x100cos60

      x2100x5000=0

 x>0 より  x=50+503

AC が求まったので、直角二等辺三角形 ACDAD が求まる

 ACD について

AD=ACsin45=503+502=256+252=25(6+2)

 

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