本60.63
基本 例題 66
最大・最小の文章題 (1)
00000
基本60
BC=18, CA=6 である直角三角形ABC の斜辺 AB上に点Dをとり,Dか
ら辺BC, CA にそれぞれ垂線 DE, DFを下ろす。 △ADFとDBE の面積
の合計が最小となるときの線分 DE の長さと,そのときの面積を求めよ。
CHART & SOLUTION
文章題の解法
する。
える、
3章
最大・最小を求めたい量を式で表しやすいように変数を選ぶ
DE=x とすると, 相似な図形の性質から ADF, DBEはxの式で表される。
また,xのとりうる値の範囲を求めておくことも忘れずに。
解答
DE=x とし, △ADFとDBEの
面積の合計をSとする。
0<DE=FC<AC であるから
0<x<6
......
①
A
D
F
B
E
C
← xのとりうる値の範囲。
(辺の長さ)>0
8
2次関数の最大・最小と決定
AF=6-x
△ABC∽△ADF であり, △ABC: △ADF=62:(6-x)2
△ABC=
C 1/12 ・・18・6=54 であるから
3
•54=2
-x²
54g
(6-x)2
AADF=
62
54-1212 (6-x)2
同様に,△ABC∽△DBEであり △ABC:△DBE=62: x2
よって ADBE=
x²
62
3
•54=
.2
2
したがって, 面積は
3
=
{(6-x)2+x2}
2
=3(x²-6x+18)
1
=3(x-3)2+27
3
6
①において,Sはx=3で最小値 27 をとる。
S=△ADF+ △DBE
27
←相似比がm:n→
面積比は m²:n²
← 三角形の面積は
-(底辺)×(高さ)
別解 長方形 DECF の面積
をTとすると, Tが最大に
なるときSは最小となる。
DF=3(6-x) から
T=x3(6-x)
=-3(x-3)2+27
0<x<6 から, x=3でT
は最大値 27 をとる。
よって, 線分 DE の長さが
3のとき, Sは最小値
・6・18-27=27
1.6.
をとる。
よって, 線分 DEの長さが3のとき面積は最小値27 をとる。