2018年頃オリジナル投稿
東京大学の入試というのは図形の周りに図形が移動する問題が多い。
例えば下の記事をご参考ください。
元の話に戻ります。
東京大学の問題を50年以上の範囲で研究すると興味深い。
(問題文)右の図のように一平面上に半径の長さ1の円Oと1辺の長さ4の正三角形ABCがある。点Pは円内の任意の点を動き、点Qは正三角形の周上を動くとする。
このとき線分PQの中点Rの動きうる範囲を図示し、その面積を求めよ。
この問題を解く過程において必然的に三角形から一定の幅で内側へ入り込んだ三角形に囲まれた面積を求めることになる、
ただ、昭和40年の問題は正三角形だから苦労はない。

円周中心角度の和は360度になる。いつものパターンですね
30度。60度の直角三角形ですぐに処理できる。
しかし、下記のように昭和60年の問題のように一般の三角形について問われるとどうであろう?
(問題文)xyz空間において、点(0,0,0)をA、点(8,0,0)をB、点(6、2√3、0)をCとする。点Pが△ABCの辺上を一周するとき、Pを中心とし半径1の球が通過する点全体の作る立体をKとする。
(1) K を平面 z=0 で切った切り口の面積を求めよ。
(2) K の体積を求めよ。
さすがは東京大学。昭和34年に一般論をちゃんと出題してくれています。
(問題文) △ABC の内部に△A’B’C’をとり、その3辺A’B’、B’C’、C’A’はそれぞれ△ABCの3辺AB、BC、CAに平行で、対応する辺の間の距離はいずれもh であるとする。△A’B’C’の周が△ABCの周の1/2であるとき、h を a、b、c で表せ。 ただし a=BC、b=CA、c=AB とする。
しかしながら、この程度で驚いてもらっては困る、たかが、50年程度の過去問研究では、まだまだプロ講師とは言えない。東大数学を教えるに値しない。
「3辺の長さがa,b,c なる三角形の地面の周囲に沿い内側に一定の幅の道路を敷設し、その道路の幅をして全面積の1/kならしめんとす。道路の幅を求めよ」
第一高等学校(旧制)の入試である。
2022年2月7日補足追加
ある三角形から一定の割合内側に入ったまたは外側に飛び出した図形の面積は内接円の半径が 相似比 になるということを YouTube で解説いたしました。
あまり見たことのないテクニックと思われる方は過去に何度も東京大学で出ているということにご注目ください。
























