質問<3095>
「「図形」」
日付 2006/4/15
質問者


面積1の△ABCにおいて、辺AB上に1点Pをとり、Pを通り辺BCに平行な直線と辺ACの
交点をQとする。更に線分PQの中点に関してAと対称な点をRとする。点Pが辺AB上を
動くとき、△ABCと△PQRの共通部分の面積Sの最大値を求めよ。
よろしくお願いします。

★希望★完全解答★

お便り
日付 2006/4/22
回答者 bossf


[解] AR と直線PQ,BCの交点を各々G,H とし
   AG/AH=d とおくと

 △PQR∽△ABCで相似比は d:1

i) 0<d≦\(\frac{1}{2}\) のとき R は△ABCの内部にあるから

  S=△PQR=\(d^{2}\)≦\(\frac{1}{2}\) (等号はd=\(\frac{1}{2}\)のとき)

ii) \(\frac{1}{2}\)≦d<1 のとき R は△ABCの外部にあり、
△PQRの△ABCからはみだした部分を△Tとおけば
 △T∽△ABCで相似比は 2d-1:1 だから

  S=△PQR-△T
=\(d^{2}\)-(2d-1\()^{2}\)
=-3\(d^{2}\)+4d-1
=-3(d-\(\frac{2}{3}\)\()^{2}\)+\(\frac{1}{3}\)≦\(\frac{1}{3}\) (等号はd=\(\frac{2}{3}\)のとき)

以上より Sの最大値は\(\frac{1}{3}\) ■