算数


    「立体図形と投影図」

    投影図は決まった方向から光を当てた時に映る影を描いたものです。この問題では机に対
    して垂直な方向から光を当てて影を作っています。頂点の影が真下に映ることを考えて解
    きます。


<問題>

図のような,各辺の長さが8cmの正四角すいの枠があります。F,Iは辺AB,AEのま
ん中の点で,辺AGと辺GCの長さの比は3:1で,辺AHと辺HDの長さの比も3:1
です。四角形FGHIの部分には紙がはってあります。 この正四角すいを机の上において,真上から平行な光を当てたとき,四角形FGHIの影ができました。
このとき,次の問いに答えなさい。

    

(1) 四角形FGHIの影は机にどのようにうつりますか。
  解答欄に斜線で書き込みなさい。


(2) 机にうつった四角形FGHIの影の面積を求めなさい。















<解答>

(1) 台形FGHIの真下にあたる部分が影になります。

  考えやすくするために,4頂点F,G,H,Iの真下の点を結んで考えます。

  次のように,3点A,B,Dを通る平面を考えると,2頂点F,Hの真下の点
  F’,H’は次の図のような位置になります。

  

  AA’,FF’,HH’の線分は互いに平行なので,

   BF’:F’A’=BF:FA=1:1

   DH’:H’A’=DH:HA=1:3

  この関係を利用して,2点F’,H’の位置を決めます。

  同様にして残る2頂点G,Iの真下の点G’,I’を求めて結ぶと,
  以下のようになります。

   

                          答は,上の影の部分です。


(2) (1)の結果から,影は台形になることがわかります。

  この台形は上底が4cm,下底が6cm,高さが5cmなので,

   (4+6)×5÷2=25cm2

                          答 25cm2

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