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平行(へいこう)線(せん)と面積(めんせき)・等積変形(とうせきへんけい)

ゾウ先生高(たか)さが同(おな)じなら面積(めんせき)も同(おな)じ。平行(へいこう)線(せん)を見(み)たら、等積変形(とうせきへんけい)が使(つか)えないか考(かんが)えよう。

30秒でつかむ

  1. 三角形(さんかくけい)の面積(めんせき)は底辺(ていへん)×高(たか)さ÷2。底辺(ていへん)が同(おな)じで、頂点(ちょうてん)が底辺(ていへん)に平行(へいこう)な直線上(ちょくせんじょう)にあれば、高(たか)さは変(か)わらない。
  2. この性質(せいしつ)を使(つか)って、面積(めんせき)を変(か)えずに図形(ずけい)の形(かたち)を変(か)えることを等積変形(とうせきへんけい)という。
  3. 四角形(しかくけい)に対角(たいかく)(新しいタブで開きます)線(せん)に平行(へいこう)な直線(ちょくせん)を引(ひ)くと、面積(めんせき)が等(ひと)しい三角形(さんかくけい)に変形(へんけい)できる場合(ばあい)がある。

詳しく

公式(こうしき)

三角形(さんかくけい)の面積(めんせき)は、底辺(ていへん)×高(たか)さ÷2で求(もと)められる。底辺(ていへん)をどの辺(へん)に決(き)めても、面積(めんせき)は同(おな)じ値(あたい)になる。

底辺(ていへん)BCを固定(こてい)し、頂点(ちょうてん)AがBCに平行(へいこう)な直線上(ちょくせんじょう)を動(うご)くとき、Aがどこにあっても高(たか)さは変(か)わらない。

だから、底辺(ていへん)と高(たか)さが同(おな)じなら、形(かたち)がちがっても面積(めんせき)は等(ひと)しくなる。これを使(つか)った形(かたち)の変(か)え方(かた)を等積変形(とうせきへんけい)という。

頂点が底辺に平行な直線上なら、高さは変わらないAsatte Studio(Manazoo)/オリジナル(コードで作図)

例題(れいだい)

例題(れいだい):四角形(しかくけい)ABCDを、対角線(たいかくせん)BDに平行(へいこう)な直線(ちょくせん)を頂点(ちょうてん)Cから引(ひ)いて、面積(めんせき)の等(ひと)しい三角形(さんかくけい)ABEに変形(へんけい)しよう(Eは直線(ちょくせん)ADとの交点(こうてん))。

△BCDと△BEDは、底辺(ていへん)BDが共通(きょうつう)で、CとEがBDに平行(へいこう)な直線上(ちょくせんじょう)にあるので、面積(めんせき)が等(ひと)しい。

だから、四角形(しかくけい)ABCD(△ABD+△BCD)と三角形(さんかくけい)ABE(△ABD+△BED)の面積(めんせき)は等(ひと)しいまま、形(かたち)を三角形(さんかくけい)に変(か)えられる。

例題。四角形を面積の等しい三角形に変形するAsatte Studio(Manazoo)/オリジナル(コードで作図)

なぜそうなるか

三角形(さんかくけい)の高(たか)さは、底辺(ていへん)をふくむ直線(ちょくせん)から頂点(ちょうてん)までの、垂直(すいちょく)な方向(ほうこう)の距離(きょり)で決(き)まる。

頂点(ちょうてん)が底辺(ていへん)に平行(へいこう)な直線上(ちょくせんじょう)を動(うご)くなら、底辺(ていへん)をふくむ直線(ちょくせん)からの距離(きょり)はどこでも同(おな)じになる。

底辺(ていへん)の長(なが)さも変(か)わらないので、底辺(ていへん)×高(たか)さ÷2の値(あたい)、つまり面積(めんせき)は変(か)わらない。

この仕組(しく)みがあるから、形(かたち)を変(か)えても面積(めんせき)を保(たも)ったまま、図形(ずけい)を扱(あつか)いやすい形(かたち)に変形(へんけい)できる。

確認問題

問題 1 / 5底辺(ていへん)が8cm、高(たか)さが5cmの三角形(さんかくけい)の面積(めんせき)はどれか。

確認問題(解答用紙)

この問題を端末で解くための QR コード

スマホやタブレットで読み取ると、この問題をその場で解けます。

https://manazoo.com/math/equal-area-transformation/?from=print#quiz

  1. 底辺(ていへん)が8cm、高(たか)さが5cmの三角形(さんかくけい)の面積(めんせき)はどれか。

    • ◯ 10cm²
    • ◯ 13cm²
    • ◯ 20cm²
    • ◯ 40cm²

    正解:20cm²
    三角形(さんかくけい)の面積(めんせき)は底辺(ていへん)×高(たか)さ÷2。8×5÷2=20で、20cm²になる。

  2. 底辺(ていへん)BCが共通(きょうつう)で、頂点(ちょうてん)Aが底辺(ていへん)BCに平行(へいこう)な直線上(ちょくせんじょう)を動(うご)く三角形(さんかくけい)ABCがある。Aが動(うご)くと、三角形(さんかくけい)の面積(めんせき)はどうなるか。

    • ◯ Aの位置(いち)によって変(か)わる
    • ◯ 必(かなら)ず大(おお)きくなる
    • ◯ 変(か)わらない
    • ◯ 必(かなら)ず小(ちい)さくなる

    正解:変わらない
    底辺(ていへん)が同(おな)じで、頂点(ちょうてん)がその底辺(ていへん)に平行(へいこう)な直線上(ちょくせんじょう)にあるなら、高(たか)さはいつも同(おな)じ。だから面積(めんせき)は変(か)わらない。

  3. 四角形(しかくけい)ABCDを等積変形(とうせきへんけい)して、底辺(ていへん)6cm、高(たか)さ9cmの三角形(さんかくけい)ABEをつくった。もとの四角形(しかくけい)ABCDの面積(めんせき)は何(なん)cm²か。数字(すうじ)で答(こた)えよう。

    答え:____________

    正解:27
    等積変形(とうせきへんけい)は面積(めんせき)を変(か)えない操作(そうさ)なので、四角形(しかくけい)ABCDの面積(めんせき)は三角形(さんかくけい)ABEの面積(めんせき)と等(ひと)しい。6×9÷2=27になる。

  4. 四角形(しかくけい)を、対角線(たいかくせん)に平行(へいこう)な直線(ちょくせん)を引(ひ)いて同(おな)じ面積(めんせき)の三角形(さんかくけい)に変形(へんけい)できるのはなぜか。

    • ◯ 高(たか)さが変(か)わらないから
    • ◯ 辺(へん)の長(なが)さが変(か)わらないから
    • ◯ 周(しゅう)の長(なが)さが変(か)わらないから
    • ◯ 角(かく)の大(おお)きさが変(か)わらないから

    正解:高さが変わらないから
    底辺(ていへん)が同(おな)じで、頂点(ちょうてん)が底辺(ていへん)に平行(へいこう)な直線上(ちょくせんじょう)を動(うご)けば、高(たか)さが変(か)わらないので面積(めんせき)も変(か)わらないから。

  5. 底辺(ていへん)10cm、高(たか)さ4cmの三角形(さんかくけい)の面積(めんせき)は何(なん)cm²か。数字(すうじ)で答(こた)えよう。

    答え:____________

    正解:20
    三角形(さんかくけい)の面積(めんせき)は底辺(ていへん)×高(たか)さ÷2。10×4÷2=20になる。

単元のポイント

  • 等積変形(とうせきへんけい) 面積(めんせき)を変(か)えずに図形(ずけい)の形(かたち)を変(か)える操作(そうさ)
  • 底辺(ていへん) 三角形(さんかくけい)の面積(めんせき)を考(かんが)えるときに基準(きじゅん)にする辺(へん)
  • 高(たか)さ 底辺(ていへん)に垂直(すいちょく)な方向(ほうこう)の長(なが)さ
  • 三角形(さんかくけい)の面積(めんせき) 底辺(ていへん)×高(たか)さ÷2
問題を解く
単元のポイント
  • 等積変形(とうせきへんけい) 面積(めんせき)を変(か)えずに図形(ずけい)の形(かたち)を変(か)える操作(そうさ)
  • 底辺(ていへん) 三角形(さんかくけい)の面積(めんせき)を考(かんが)えるときに基準(きじゅん)にする辺(へん)
  • 高(たか)さ 底辺(ていへん)に垂直(すいちょく)な方向(ほうこう)の長(なが)さ
  • 三角形(さんかくけい)の面積(めんせき) 底辺(ていへん)×高(たか)さ÷2