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問   題

下記のようなトラックラインをグランドに引く。どのようにして引けば良いか。
(評価基準)
できるだけ簡単な道具で、できるだけ少ない道具で、できるだけ少ない人数で、できるだけ簡単な方法で、実行できるものが良い。


(1)△ABCの外側に正方形BFGC、CHIA、ADEBを解答欄に書き込め。

(2)BI=CDで、BI⊥CDであることを証明せよ。

この3つの正方形の中心を順に、O1,O2,O3とおく。
(3)辺BCの中点Mを利用して、O12=CO3で、O12⊥CO3であることを証明せよ。

線分FIの中点をNとする。
(4)AO3=AN,AO3⊥ANであることを証明せよ。


 「ル―ロ―の三角形」とは右図の様に、正三角形の各頂点を中心とする60°の円弧で囲ったものである。点Gは、△A123の重心である。
  A12=A23=A34=2
  A12=A23=A34

 今、図1、図2、図3、図4の様に1辺の長さが2の正方形の内部を、ル−ロ−の三角形が反時計方向に回転するものとする。

問1
右図5の様にP(1,1),Q(−1,1),R(−1,−1),S(1,−1)なる正方形PQRSの内部に、ル−ロ―三角形 A123が存在する時、点A1,A2,A3の重心Gの座標を求めよ。

 右図6の様に、ル−ロ−の三角形が、正方形PQRSの内部を、反時計に回転する時

問2
30度回転した時の点A1,A2,A3,重心Gの座標を求めよ。

問3
更に、30度回転した時の点A1,A2,A3,重心Gの座標を求めよ。

問4
ル−ロ−の三角形が、正方形の中で完全に1回転した時、重心Gが原点Oを中心に、円周のような道のまわりを何回、回転するか。

問5
以下同様に、正方形の内部を反時計まわりに回転する時、t°(0≦t≦30°)回転した時の重心Gのx座標、y座標をtを使って表せ。ただし、点V(x,y)を原点Oを中心にθ度回転した点をW(X,Y)とすると、となる。


 2次関数は、f(a)=b,f(b)=c,f(c)=a(a,b,cは整数)を満たしている、次の各問いに答えよ。

(1)a≠b,b≠c,c≠aを示せ。

(2){x|f(x)>x}∩{a,b,c}≠φを示せ。

(3)a,b,cを求めよ。


 xy平面上に図のような一辺の長さが2の正三角形がある。原点から球を辺ABに向かって打つビリヤ−ドを考える。ただし、球は直線的に進み、各辺で光の反射と同じように、はねかえるものとし、頂点に達したとき止まるものとする。また、球の大きさは無視し、点にすぎないものと考える。
 最初に当たった辺AB上の点をLとし、∠LOA=θとおく。

(1)Oから辺ABに達し、さらに辺BCで反射し、3回目でOに戻るとき、角θを求めよ。

(2)辺ABで反射し、1回目で頂点Cで止まるとき、tanθの値を求めよ。

(3)Oから各辺で2回反射し、ある頂点で止まるとき、tanθの値を求めよ。

(4)Oから各辺で5回反射し、ある頂点で止まるとき、経路が最も長くなる場合は、どの頂点に達するときで、その経路の長さはいくらか。

(5)Oから各辺で偶数回反射し、ある頂点に達する経路は、ただ1つであることを説明せよ。

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