問題11466・・・やどかりさんのブログ http://blogs.yahoo.co.jp/oka_yadokary/37126958.html
より Orz〜
長方形の頂点と辺の中点を図のようにつなぐと中央に八角形ができます。
この長方形の周囲の長さが 14√6 で、八角形の内角の何れかが 135゚ であるとき、
この八角形の面積は?
解答
長方形の横を 2a,縦を 2b とします。
図のように角α,β,γを決めれば、tanαtanβ={b/(2a)}{a/(2b)}=1/4 となり、
tan(α+β)=(tanα+tanβ)/(1−tanαtanβ)≧2√(tanαtanβ)/(1−tanαtanβ)=4/3 、
α+β>45゚ 、γ=90゚+α+β>135゚ です。
よって、8個の内角のうち、右上,左上,左下,右下の4個の角は 135゚ より大きいです。
上下の内角,左右の内角のどちらを 135゚ としても一般性を失いませんので、
上下の角を 135゚ とすれば、2α+135゚=180゚ ですので α=22.5゚ になります。
上に 等辺が 2a の直角二等辺三角形をつければ、頂角が 45゚ の二等辺三角形ができ、
2a+b=2a√2 、b=2a(√2−1) です。
長方形の周囲の長さは、4a+4b=4a+4・2a(√2−1)=4(2√2−1)a=14√6 なので、
2(2√2−1)(2√2+1)a=(7√6)(2√2+1) 、2a=(√6)(2√2+1) 、4a2=6(9+4√2) 、
また、4a+4b=14√6 より 4b=14√6−4a になり、
4ab=(7√6)(2a)−4a2=(7√6)(√6)(2√2+1)−6(9+4√2)=6(10√2−2) となって、
もとの長方形の面積が求まります。
右図のように、長方形の対角線を描いて、右上の直角三角形に着目すれば、
2本の中線の交点が重心であるので、
長方形の中心と頂点を結ぶ線分を 1:2 に内分する点は 八角形の頂点になり、
明らかに 長方形の中心と辺の中点を結ぶ線分の中点も 八角形の頂点になります。
よって、八角形の面積は 長方形の面積の (1/3)(1/2)=1/6 で、10√2−2 です。
*こりゃわたしにゃ無理ですばい…^^;
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