質問<2952>
「「図形の面積比について」」
日付 2006/2/14
質問者 五十路


△ABCの内部に点Kをとる。AKの延長とBCの交点、
BKの延長とCAの交点、CKの延長とABの交点を
それぞれP,Q,Rとしたとき、BP:PC=1:2、
CQ:QA=3:1の時
①AR:RBを求めよ。
②面積比△QCK:△PCKを求めよ。

AR:RBはチェバの定理より2:3と求めたのですが
②の面積比がどうしてもわかりません。教えて下さい。

★希望★完全解答★

お便り
日付 2006/2/16
回答者 angel


△BCQを元に考える

△QCK = △BCQ×KQ/(KB+KQ)
△BCK = △BCQ×KB/(KB+KQ)
△PCK = △BCK×PC/(PB+PC) = △BCQ×KB/(KB+KQ)×PC/(PB+PC)

ゆえに
△QCK : △PCK
= KQ/(KB+KQ) : KB/(KB+KQ)×PC/(PB+PC)
= KQ×(PB+PC) : KB×PC

さて、KB:KQ はメネラウスの定理から。

B\(\vec{K}\)\(\vec{Q}\)、Q\(\vec{A}\)\(\vec{C}\)、C\(\vec{P}\)\(\vec{B}\) の周回経路で考えると
 KB/KQ × AQ/AC × PC/PB = 1
 BP:PC=1:2 より PC/PB=2
 CQ:QA=3:1 より AQ/AC=AQ/(AQ+QC)=\(\frac{1}{4}\)
 よって、KB/KQ=2、KB:KQ=2:1

結局
△QCK : △PCK
= KQ×(PB+PC) : KB×PC
= 1×(1+2) : 2×2
= 3:4 …(答え)

お便り
日付 2006/2/16
回答者 /で


2)
△QCKと△ACKにおいて、高さがKからACに下ろした垂線の長さで共通し、
底辺の比がAQ:QC=1:3より、3:4なので、

   △QCK=(\(\frac{3}{4}\))△ACK ・・・・・・・・(1)

△BCQにおいて、メネラウスの定理より
 (CA/AQ)・(QK/KB)・(BP/PC)=1
AQ/QC=1/3よりCA/AQ=4、BP/PC=1/2 より
  ∴ QK/KB=1/2

△ACKと△ABCにおいて、底辺がACで共通、
高さの比がQK:KB=1:2より1:3なので、

   △ACK=(\(\frac{1}{3}\))△ABC ・・・・・・・・(2)

(1),(2)より、
   △QCK=(\(\frac{1}{4}\))△ABC ・・・・・・・・(3)

次に、△PCKと△BCKにおいて、高さがKからBCに下ろした垂線の長さで共通、
底辺の比がBP:PC=1:2より2:3なので、

   △PCK=(\(\frac{2}{3}\))△BCK ・・・・・・・・(4)

△ABPにおいて、メネラウスの定理より
 (BC/CP)・(PK/KA)・(AR/RB)=1
BP/PC=1/2よりBC/CP=3/2、
(設問1より)AR/RB=2/3なので
  ∴ PK/KA=1
よって、△BCKは、△ABCと底辺がBCで共通し、高さが1/2なので、

   △BCK=(\(\frac{1}{2}\))△ABC ・・・・・・・・(5)

(4)、(5)より
   △PCK=(\(\frac{1}{3}\))△ABC ・・・・・・・・(6)

(3),(6)より
   △QCK:△PCK=(\(\frac{1}{4}\))△ABC:(\(\frac{1}{3}\))△ABC

            =3:4      (終り)