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イントロ

平面図形の計量

三角形に分けて測る

図形の計量では、最初から三角形だけが出るとは限りません。補助線で測れる三角形を作ると、三角比や定理を使いやすくなります。

定義

平面図形の計量

教科書では
平面図形の長さ、角、面積などを、三角比や定理を使って求めることです。
言いかえると
四角形や複合図形にいきなり公式を当てるのではなく、対角線や高さを引いて三角形に分けます。求めたい量を含む三角形を作ることが出発点です。補助線は飾りではなく、すでに知っている三角形の公式を使える形に変えるための線です。線を引く前に、求めたい長さや面積がどこにあるかを図で囲みます。
図解四角形に対角線を引いて2つの三角形に分ける前後比較の図
対角線を1本引くだけで、四角形を2つの三角形として扱えます。既知量が集まる三角形から計算を始めます。
手順

補助線を考える手順

  1. 1

    求めたい長さや面積に印を付ける

  2. 2

    その量を含む三角形を探す

  3. 3

    足りない辺を補助線で作る

  4. 4

    使える公式を選ぶ

比較
補助線良い点注意点
対角線四角形を2三角形に分ける既知量がある側から使う
高さ面積公式につなげる直角を作れるか見る
延長線角を作れる発展問題では慎重に使う

補助線対角線

良い点
四角形を2三角形に分ける
注意点
既知量がある側から使う

補助線高さ

良い点
面積公式につなげる
注意点
直角を作れるか見る

補助線延長線

良い点
角を作れる
注意点
発展問題では慎重に使う

補助線は、求めたい量と既知量を同じ三角形に入れるために引きます。

場面
四角形ABCDに対角線ACを引いて考える。
順に考えると
対角線ACを引くと、四角形は△ABCと△ACDに分かれます。まず△ABCでACを求められれば、そのACを使って△ACDの面積や辺を求める流れが作れます。1つの三角形で求めたACが、次の三角形では既知の辺として使える点が重要です。補助線を引いた後は、元の図に戻して、求めた部分が全体のどこに当たるかを確認します。
ここが結論
補助線は、次の三角形へ情報を渡す橋になります。
要点

見るべき三角形

すべての三角形を調べるのではなく、使える情報が集まる場所を見ます。

  1. 1

    求めたい量を含む

  2. 2

    既知の辺や角がある

  3. 3

    直角や挟まれた角が見える

  4. 4

    計算した量を次に使える

注意

図形全体に直接公式を当てない

要点

補助線の選び方

やみくもに線を増やすのではなく、情報が集まる三角形を作ります。引いた線が次の計算で既知の辺になるかを考えると、補助線の候補を絞れます。

  1. 1

    求めたい量を含む

  2. 2

    既知の角や辺を含む

  3. 3

    直角や対角線を利用する

  4. 4

    次に使える長さを作る

確認

確認テスト 1

Q1

四角形を三角形に分ける基本的な補助線はどれですか。

確認

確認テスト 2

Q1

2辺とその間の角が分かる三角形の面積を求める式はどれですか。

要点

解いた後の確認

補助線を引いたら、どの三角形で何を求めたかを言葉にします。

  1. 1

    計算した三角形を示せる

  2. 2

    求めた量を次に使える

  3. 3

    全体と部分を混同しない

まとめ

まとめ

  1. 1

    平面図形は三角形に分ける

  2. 2

    補助線は情報をつなぐために引く

  3. 3

    求めたい量を含む三角形を見る

  4. 4

    既知量が集まる場所から計算する