平行線と面積・等積変形
ゾウ先生高さが同じなら面積も同じ。平行線を見たら、等積変形が使えないか考えよう。
30秒でつかむ
- 三角形の面積は底辺×高さ÷2。底辺が同じで、頂点が底辺に平行な直線上にあれば、高さは変わらない。
- この性質を使って、面積を変えずに図形の形を変えることを等積変形という。
- 四角形に対角(新しいタブで開きます)線に平行な直線を引くと、面積が等しい三角形に変形できる場合がある。
詳しく
公式
三角形の面積は、底辺×高さ÷2で求められる。底辺をどの辺に決めても、面積は同じ値になる。
底辺BCを固定し、頂点AがBCに平行な直線上を動くとき、Aがどこにあっても高さは変わらない。
だから、底辺と高さが同じなら、形がちがっても面積は等しくなる。これを使った形の変え方を等積変形という。
例題
例題:四角形ABCDを、対角線BDに平行な直線を頂点Cから引いて、面積の等しい三角形ABEに変形しよう(Eは直線ADとの交点)。
△BCDと△BEDは、底辺BDが共通で、CとEがBDに平行な直線上にあるので、面積が等しい。
だから、四角形ABCD(△ABD+△BCD)と三角形ABE(△ABD+△BED)の面積は等しいまま、形を三角形に変えられる。
なぜそうなるか
三角形の高さは、底辺をふくむ直線から頂点までの、垂直な方向の距離で決まる。
頂点が底辺に平行な直線上を動くなら、底辺をふくむ直線からの距離はどこでも同じになる。
底辺の長さも変わらないので、底辺×高さ÷2の値、つまり面積は変わらない。
この仕組みがあるから、形を変えても面積を保ったまま、図形を扱いやすい形に変形できる。
確認問題
確認問題(解答用紙)
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
底辺が8cm、高さが5cmの三角形の面積はどれか。
- ◯ 10cm²
- ◯ 13cm²
- ◯ 20cm²
- ◯ 40cm²
正解:20cm²
三角形の面積は底辺×高さ÷2。8×5÷2=20で、20cm²になる。底辺BCが共通で、頂点Aが底辺BCに平行な直線上を動く三角形ABCがある。Aが動くと、三角形の面積はどうなるか。
- ◯ Aの位置によって変わる
- ◯ 必ず大きくなる
- ◯ 変わらない
- ◯ 必ず小さくなる
正解:変わらない
底辺が同じで、頂点がその底辺に平行な直線上にあるなら、高さはいつも同じ。だから面積は変わらない。四角形ABCDを等積変形して、底辺6cm、高さ9cmの三角形ABEをつくった。もとの四角形ABCDの面積は何cm²か。数字で答えよう。
答え:____________
正解:27
等積変形は面積を変えない操作なので、四角形ABCDの面積は三角形ABEの面積と等しい。6×9÷2=27になる。四角形を、対角線に平行な直線を引いて同じ面積の三角形に変形できるのはなぜか。
- ◯ 高さが変わらないから
- ◯ 辺の長さが変わらないから
- ◯ 周の長さが変わらないから
- ◯ 角の大きさが変わらないから
正解:高さが変わらないから
底辺が同じで、頂点が底辺に平行な直線上を動けば、高さが変わらないので面積も変わらないから。底辺10cm、高さ4cmの三角形の面積は何cm²か。数字で答えよう。
答え:____________
正解:20
三角形の面積は底辺×高さ÷2。10×4÷2=20になる。
単元のポイント
- 等積変形 面積を変えずに図形の形を変える操作
- 底辺 三角形の面積を考えるときに基準にする辺
- 高さ 底辺に垂直な方向の長さ
- 三角形の面積 底辺×高さ÷2