中学数学「平面図形」のコツ③ 作図の高校入試問題を解いてみよう

数学

つづいて角度の問題を4つ、

円の問題を3つ出題します。

>前ページ「こてしらべ問題」

角度の問題

角度の作図方法一覧

2回目の記事で学習したとおり、角度の作図方法はこれら↑でした。

加えて、90°は垂線、60°は正三角形でしたね。

確認できたら、いざ、入試問題にいきましょう。

福井県 入試問題(2018)

問4)右図のように、直線ℓ、mがある。
点Aが直線ℓ上にあるとき、
以下の3つの条件にあてはまる△ABCを作図せよ。
(作図に用いた線は消さないこと。)

【条件】
・点Bは直線m上にある。
・点Cは直線ℓ上にあり、点Aの右の方にある。
・∠BAC=90°であり、∠ABC=60°である。
2018年度 福井県 公立高校入試問題A 1-6

【ヒント】

  • まずは完成形をイメージして書いてみよう
  • 完成形さえわかれば、90°と60°の作図は簡単

……

それでは解き方です。

問4解答例

点Aから垂線を描いて90°。

んで∠Bをもつ正三角形を描いて60°ですね。

実はこれは1回目の記事で、完成形をイメージするのがいかに大切か、その例として挙げた問題です。

この問題でつまずくという中学生は、まず完成形をイメージして書くというコツを、この機会に身につけてください。

なお、後半は別の解き方もありますが、中1の範囲ではないので割愛します。

 

埼玉県 入試問題(2019)

問5)右図のように、線分ABがあります。
∠CAB=105°となる半直線ACを
コンパスと定規を使って1つ作図しなさい。
ただし、作図するためにかいた線は、消さないでおきなさい。
2019年度 埼玉県 公立高校入試問題 2-3

【ヒント】

  • 完成形をイメージしてから
  • 105°を作るには?
  • 半直線ACに注意して

……

それでは解き方です。

問5解答例

この解答例では「45°→60°」の順で作図しましたが、「60°→45°」の順でもかまいません。

また60°を半分のさらに半分にして15°を作り、90°と合わせても、あるいは120°から引いても、OKです。

つまり105°の作図には

  • 45°+60°
  • 60°+45°
  • 90°+15°
  • 15°+90°
  • 120°-15°

の計5パターンあるってことですね。

 

千葉県 入試問題(2018後期)

問6)右図のように、線分ABを直径とする半円がある。
線分ABの中点をOとし、弧AB上に点Pをとり、∠POB=30°となる線分OPを作図によって求めなさい。
また、2点の位置を示すO,Pも書きなさい。
ただし、三角定規の角を利用して直線をひくことはしないものとし、作図に用いた線は消さずに残しておくこと。
2018年度 千葉県 公立高校入試問題(後期) 2-5

【ヒント】

  • まず中点Oを作図
  • 30°を描くには?

……

それでは解き方です。

問6解答例

垂直二等分線、正三角形、角の二等分線のあわせ技ですね。

ちなみに手順②において正三角形を作図するには、中心B,半径BOでコンパスをピッとやれば、弧との交点がもう正三角形の頂点になります。
(なぜかって?じっさいに描いてみたらわかります)

 

福井県 入試問題(2019)

問7)右図のように、直線ℓ上に2点A,Bがある。
線分ABを1辺とし、∠A=45°であるひし形を1つ作図せよ。
(作図に用いた線は消さないこと。)
2019年度 福井県 公立高校入試問題A 1-6

【ヒント】

  • なにはともあれ完成形をイメージ
  • まず45°を作図して
  • ひし形=長さがぜんぶ等しい四角形

……

それでは解き方です。

問7解答例

45°の作図のあと、ABの長さにコンパスを合わせて交わらせていけば、ひし形の頂点がひとつずつ決まっていきますね。

以上、角度の問題4つでした。

ちなみに福井県は2年連続で角度の作図問題が出ました。2020年度はどうなんだろう?

 

円の問題

高校入試では円にかんする作図問題もよく出題されます。

その中から3つ、選りすぐってみました。

北海道 入試問題(2018)

問8)右図のように、円Oと線分ABがあります。
円Oの円周上に点Pをとり、△ABPの面積がもっとも小さくなるようにします。
点Pを定規とコンパスを使って作図しなさい。
ただし、点を示す記号Pをかき入れ、作図に用いた線は消さないこと。
2018年度 北海道 公立高校入試問題 2-3

【ヒント】

  • 三角形の面積=底辺×高さ× \(\frac{1}{2}\)
  • 底辺ABは決まってるから、高さがもっとも短くなるトコロがP
  • 点と直線の最短距離も参照

……

それでは解き方です。

問8解答例

高さが最短→直線ABとの最短距離→垂線ということ。

「点と直線の最短距離」のリンクにもありますが、前回の記事で2018群馬(後期)の過去問を解いていれば、かんたんですね。

 

静岡県 入試問題(2019)

問9)右図において、点Aは線分BC上にない点である。
点Aを通り、線分BCが弦となる円の中心Oを作図しなさい。
ただし、作図には定規とコンパスを使用し、作図に用いた線は残しておくこと。
2019年度 静岡県 公立高校入試問題 2-1

【ヒント】

  • 「弦」とはこんなやつ↓

……

それでは解き方です。

問9解答例

つまり3点A,B,Cを通る円の中心を作図すればいいので、垂直二等分線を2本、なわけです。

解答例ではBCとACの垂直二等分線ですが、もちろん他の組み合わせでもかまいません。

前々回の記事で、垂直二等分線の特徴の応用範囲として、

  • 点からの距離が等しい(北海道2019)
  • 円の中心(兵庫2019)
  • 三角形の外接円(富山2019)

とやりましたね。

これらの問題といっしょ。
ただ聞き方が変えてあるだけ。
ということを、完成形をまず描いていたら気づくはずです。

 

栃木県 入試問題(2018)

問10)右図のように、円の内部に点Aがある。
円周上にある点のうち、点Aとの距離が最も長い点Pを作図によって求めなさい。
ただし、作図には定規とコンパスを使い、また、作図に用いた線は消さないこと。
2018年度 栃木県 公立高校入試問題 2-1

【ヒント】

  • 線分APはどこを通る?

……

それでは解き方です。

問10解答例

Aからもっとも遠い円周上の点は、Aと中心を結んだ先にある。

よって、円の中心を垂直二等分線2本で求めることになります。

ちょっと難問ですが、自分で描いた完成形とヒントを参考にしたら、解けたという中学生も多いはず。

作図問題はまず完成形をイメージする、このコツを忘れずに。

では最後に、力試し問題です。

>次ページ「力試し問題、まとめ」

コメント

  1. みたらし より:

    2つ目の問題で、なぜ外側の点なのでしょうか?

    • じゅうご より:

      条件②に「点Pは、直線ABと直線BCから等しい距離にあり、△ABCの外部の点である」とあるためです。

  2. サンダー より:

    前回同様ですが、
    栃木県 入試問題(2018)で、
    ・Aからもっとも遠い円周上の点は、Aと中心を結んだ先にある
    の理由がよくわかりません。
    直感的には、それしかないな、とわかるのですが。

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