日本ジュニア数学オリンピック(JJMO)2020年予選の問題
今回は、日本ジュニア数学オリンピック(JJMO)2020年予選第1問を取り上げます。
この問題は中学入試問題ですと言われたら、そうでしょうねと納得してしまう問題で、中学受験生なら解けないといけない問題です。
実際、神戸女学院中学部でこの問題と実質的に同じ問題が出されています(下の(参考問題)を参照)。
因みに、神戸女学院中学部では、ひし形と正方形が絡んだ問題(線対称の軸で4等分すれば、JJMOの問題と同様の図が登場します)も出されています。この問題は、面積比ではなく、長さが与えられた問題でしたが、実質的にはJJMOの問題と何も変わりません。
さて、問題を解いてみましょう。
ピラミッド相似とちょうちょ相似がたくさんありますね。
三角形BEDと三角形GEFと三角形GCHはすべて相似で、面積比が1:4:9=(1×1):(2×2):(3×3)だから、相似比は1:2:3となります。
また、三角形BCAも上の3つの三角形と相似となっていますね。
EFの長さは、正方形ADFHの一辺の長さの2/(1+2)=2/3倍となり、FGの長さは、正方形ADFHの一辺の長さの2/(2+3)=2/5倍となります。
結局、相似な三角形の直角をはさむ2辺の長さの比が2/3:2/5=5:3となるから、AB/AC=3/5となります。
(参考問題)神戸女学院中学部1990年算数2日目第2問
右の図は、2つの正方形を重ねた点対称な図形です。斜(しゃ)線部分(イ)、(ロ)の面積は、それぞれ9cm2、2cm2です。
(1)小さい方の正方形の面積を求めなさい。
(2)大きい方の正方形の面積を求めなさい。
下のように、線対称の軸で4等分した図で考えてみるとよいでしょう。
小さい正方形の一辺の長さを求めることができます。