part3は二次方程式の単元の中で出題されてた問題です。
けれど、連立方程式、比例反比例、一次関数、図形(平行四辺形)の性質、など複合的な知識の土台が無ければ解けないかな、という感じの問題ですね。
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右の図のように、
直線①:y=x/2
双曲線②:xy=6 (x>0)
2点 A(-4,3) B(-1,-1)
がある。
また、四角形ABCDが平行四辺形となるように、2点 C , D をそれぞれ①、②の上にとる。次の問いに答えなさい。
(1) 2点 C , D の座標をそれぞれ求めなさい。
(2) 点P (3,-1) を通る直線n で、平行四辺形ABCDの面積を2等分したい。
直線n の式を求めよ。
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今回はこの問題の (1) を解説していきたいと思います。
まずは、四角形ABCD が平行四辺形であるということ。そのことから 点C と 点D の位置関係をどのように捉えるか、が大切なポイントになります。
四角形ABCD が平行四辺形だということは、
線分AB と 線分DC は「傾き」も「長さ」も等しい
ということになりますね。つまり、
「点C から 点D の位置関係」は「点B から 点A の位置関係」と等しい
と考えることが出来ます。
点A と 点B の座標は分かっているので、点A は 点B から見て、
「x軸マイナス方向に3 , y軸プラス方向に4 移動した位置」
にあることが読み取れます。つまり、
点C と 点D の位置関係もそれと同様なので、点D は 点C から
「x軸マイナス方向に3 , y軸プラス方向に4 移動した位置」
にあるということになります。
この位置関係の情報を利用すると、点C および 点D の座標を文字を使った式で表すことができます。
点C を (X,Y) とした場合であれば、点D は (X-3,Y+4) というようにそれぞれの座標を「文字2つ」で表わすことが出来ます。
もし 点D を (X,Y) とするのであれば、点C は (X+3,Y-4) となりますね。まぁそれは、どちらの点を基準にするか、というだけのことなのでどちらでもOKです。
あとは、直線① の式に 点C の座標を、双曲線②の式に点Dの座標を、それぞれ代入して解いていけばいいだけです。
この手の問題の考え方のポイントは、
点C の x座標 (?1)、点C の y座標 (?2)、点D の x座標 (?3)、点D の y座標 (?4)
と、不明な値が4つあるわけですが、
?1 → 文字1、?2 → 文字2、?3 → 文字3、?4 → 文字4
このように、それぞれに文字を割り当てるのではなく、
?1 → 文字1、?2 → 文字2、?3 → 文字1を使って表わす、?4 → 文字2を使って表わす
こうして扱う文字の数を2つにするということ。
扱う文字が2つであれば連立方程式で解くことが出来ます。
ちなみに、扱う文字が1つであれば方程式で解くことが出来ます。ということで、次回は少し違った考え方で解く方法を解説してみたいと思います(^^)
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