△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★
△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★
△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)
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)