辺AB、AC、BCの長さがそれぞれ4cm、3cm、5cmの直角三角形の2つの辺AB、ACを利用して、直角二等辺三角形DAB、EACを図のように作ります。かげをつけた部分の面積の和を求めなさい。

BCの長さは不要です。
様々な解法が考えられますが、解説では、2組の相似を利用して辺の比をAD上に集めて解いています。
比をうまく活用することで計算の手間が省けます。
ところで、開成中の受験生であれば、角の二等分線定理を知っているでしょうね。
そこで、角の二等分線定理を利用した解法を紹介しておきます。
ADとBCが交わった点をFとします。
角の二等分線定理より、BF:FC=AB:AC=4:3となります。
三角形BDFと三角形CEFのちょうちょ相似(相似比はBF:CF=4:3)だから、その面積比は(4×4):(3×3)=16:9となります。
ここで、三角形BDFの面積と三角形CEFの面積の差は
三角形DABの面積+三角形AECの面積-三角形ABCの面積
=4×(4×1/2)×1/2+3×(3×1/2)×1/2-4×3×1/2
=4+9/4-6
=1/4cm2
だから、求める面積の和は
1/4×(16+9)/(16-9)
=25/28cm2
となります。
まぁ、より高度な知識を使った割にたいして楽になっていないので、微妙な感じですね。
ただ、面積をうまく足し引きする手法はしっかりマスターしておいた方がいいでしょう。
詳しくは、下記ページで。
開成中学校2002年算数第1問(4)(問題)
開成中学校2002年算数第1問(4)(解答・解説)
因みに、この問題と同じような問題を以前取り上げています。
ラ・サール高校の問題の解説では、直角三角形を2個組み合わせた二等辺三角形を作出して解いていますが、今回取り上げた開成中の問題と同様の補助線を引いて解くこともできます。
(ラ・サール高校2010年数学第2問(2)の略解)
AD上に∠AFCが直角となるような点Fを取ります。
開成中の問題と同様の相似の処理を行います。
AE:AF=AB:AC=3:2=⑮:⑩
FD=②、DE=③
AD:DE=(⑮-③):③=4:1
三角形ADCの面積:三角形BEDの面積=(AD×CF):(DE×BE)=(⑫×2):(③×3)=8:3
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