問題8308・・・やどかりさんのブログ http://blogs.yahoo.co.jp/oka_yadokary/35153683.html より Orz〜
1辺の長さが 1 の正八角形とその対角線について、
対角線は20本ありますが、図の赤,緑,橙で表された3種類の長さのものがあります。
(1) 1辺の長さが 1 の正八角形の面積は?
(2) 赤の長さの対角線8本でできる図の正八角形の面積は?
(3) 緑の長さの対角線8本でできる図の正八角形の面積は?
解答
[準備]
正八角形のひとつおきの辺を延長してできる正方形を描けば、
正八角形の頂点は、その正方形の辺を 1:√2:1=1/√2:1:1/√2 に分けることになります。
従って、正方形と正八角形の辺の比は、(√2+1):1=1:(√2−1) です。
[解答1]
(1) 1辺の長さが 1 の正八角形は 1辺の長さが 1+√2 の正方形から、
斜辺の長さが 1 の直角二等辺三角形4個を除いたもので、
斜辺の長さが 1 の直角二等辺三角形4個を集めると1辺の長さが 1 の正方形ができるので、
1辺の長さが 1 の正八角形の面積は (1+√2)2−1=2(√2+1) です。
(2) 赤の対角線の長さを a とすれば、
a2=(1/√2+1)2+(1/√2)2=1/2+√2+1+1/2=2+√2 、
正八角形の1辺は (√2−1)a だから、
面積は 2(√2+1)・(√2−1)2a2=2(√2+1)・(√2−1)2(2+√2)=2√2 です。
(3) 正八角形のひとつおきの辺を延長してできる正方形の1辺は 1 だから、
正八角形の1辺は √2−1 であり、
面積は 2(√2+1)・(√2−1)2=2(√2+1)・(√2−1)2=2(√2−1) です。
(2) 赤の対角線の長さを a とすれば、
a2=(1/√2+1)2+(1/√2)2={(1+√2)2+12}/2 だから、
面積は (1)と(3)の平均で、{2(√2+1)+2(√2−1)}/2=2√2 になります。
[解答2]
(1) 1辺の長さが 1 の正八角形は 1辺の長さが 1+√2 の正方形から、
斜辺の長さが 1 の直角二等辺三角形4個を除いたもので、
斜辺の長さが 1 の直角二等辺三角形4個を集めると1辺の長さが 1 の正方形ができるので、
1辺の長さが 1 の正八角形の面積は (1+√2)2−1=2(√2+1) です。
(2) 1辺の長さが 1 の正八角形から水色(または黄色)の三角形8個を除いたものです。
この三角形の底辺をもとの正八角形と共有する辺とすれば、高さは、
(1/√2)・(1/√2+1)/(1/√2+1+1/√2)=(1/√2)・(1+√2)/(1+√2+1)=1/2 、
面積は 2(√2+1)−8・(1/2)・1・(1/2)=2√2 です。
(3) 1辺の長さが 1 の正八角形から水色(または黄色)の直角二等辺三角形8個を除いたものです。
面積は 2(√2+1)−8・(1/2)=2(√2−1) です。
*わたしゃ…[解答1]の方で…^^
半径Rとして… 2R^2*(1-cos45°)=1・・・R^2=1/(2-√2)=(2+√2)/2 赤の正方形の面積=(2R)^2/2=2R^2 元の正八角形の正方形の面積=(1+√2)^2 (1) 元の正八角形の面積:S =(1+√2)^2-4*(1/√2)^2/2=2+2√2=2(1+√2) (2) 赤の正八角形=S*(2+√2)/(1+√2)^2=2(2+√2)/(1+√2) =2√2 (3)緑の正八角形=S*(1/(1+√2)^2=2/(1+√2)=2√2-2
|