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参考・概略です
●いろいろな方法がありますが手間がかかります
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(2)図形の性質[辺の比と面積]を利用した場合
面積の関係を考えると
△ABC:△PBQ=3:1
△PBQ=(1/3)△ABC
図形の性質より[Bが共通]
(BP/BA)×(BQ/BC)=1/3 … ①
辺の比を考えて
BA:BP=3:5 から、BP/BA=3/5 … ②
①,②より
(BQ/BC)=(1/3)/(3/5)=5/9
Qの座標を考えると
x座標:0+(8-0)×(5/9)=40/9
y座標:2+(0-2)×(5/9)= 8/9
よって、Q(40/9,8/9)
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(3) 座標と面積の関係を用いた場合
A(4,7),B(0,1),C(8,3)より
△ABC=(1/2)×{(0-4)×(3-7)-(8-4)×(1-7)}
=(1/2)×{16+24}
=20
Qが直線AB[y=(3/2)x+1]上の点であることから
Qのx座標をmとして
Qのy座標=(3/2)m+1 で
Q(m,(3/2)m+1)
A(4,7),P(7,4),Q(m,(3/2)m+1)として
△AQP=(1/2)×{(m-4)×(4-7)-(7-4)×((3/2)m+1-7)}
=(1/2)×{-3m+12-(9/2)m+18}
=(1/2){-(15/2)m+30}
=-(15/4)m+15
△ABC:△AQP=3:1 より
△AQP=-(15/4)m+15=20/3 で
-45m+180=80
ー45m=-100
m=20/9
(3/2)m+1=13/3
よって、Q(20/9,13/3)