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東京書籍:新しい数学2

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 5章 [三角形と四角形]図形の性質を見つけて証明しよう
教科書に完全対応の問題集|教科書ぴったりトレーニング
教科書に対応した数学の問題集|教科書ぴったりトレーニングの紹介 こんにちは、みなさん!今回は中学生の...

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東京書籍中2 7章 [データの比較]データを比較して判断しよう
 



5章 [三角形と四角形]図形の性質を見つけて証明しよう

1節 三角形

 

1 二等辺三角形の性質

p.129 問1角の二等分線で分けられた2つの角は等しい

■ 同じタイプの例題解説
  » 二等辺三角形の性質
p.130 問2\(\begin{split}{\small (1)}~\angle x=45^\circ\end{split}\)  \(\begin{split}{\small (2)}~\angle x=50^\circ\end{split}\)
\(\begin{split}{\small (3)}~\angle x=110^\circ\end{split}\)  \(\begin{split}{\small (4)}~\angle x=27^\circ\end{split}\)

■ 同じタイプの例題解説
  » 二等辺三角形の性質
p.130 問3いってよい


鈍角三角形は1つの角が鈍角で、残り2つの角は鋭角である
よって、底角2つが鈍角となることはない

■ 同じタイプの例題解説
  » 二等辺三角形の性質
p.131 問4\(\begin{split}~~~\angle{\rm ADC}~,~\angle{\rm ADC}~,~90^\circ\end{split}\)

■ 同じタイプの例題解説
  » 二等辺三角形の証明
p.132 問5\({\small (1)}~\)[証明]
\(\triangle {\rm ACD}\) と \(\triangle {\rm BCD}\) において、
仮定より、
\(\begin{split}~~~{\rm CA=CB}~~~\cdots{\large ①}\end{split}\)
\(\begin{split}~~~{\rm DA=DB}~~~\cdots{\large ②}\end{split}\)
また、\({\rm CD}\) は共通 \(~~~\cdots{\large ③}\)
①、②、③より、3組の辺がそれぞれ等しいから
\(\begin{split}~~~\triangle {\rm ACD}\equiv\triangle {\rm BCD}\end{split}\)
合同な図形の対応する角は等しいから
\(\begin{split}~~~\angle {\rm ACD}=\angle {\rm BCD}\end{split}\)
[終]


\({\small (2)}~\)[証明] \(\triangle {\rm CAB}\) は二等辺三角形で (1) の結果より、
\(\begin{split}~~~\angle{\rm ACD}=\angle{\rm BCD}\end{split}\)
これより、CDは頂角の二等分線となる
二等辺三角形の頂角の二等分線は底辺を垂直に二等分するので、CDは線分ABの垂直二等分線である [終]

■ 同じタイプの例題解説
  » 二等辺三角形の証明
p.132 問6\(\begin{split}~~~\angle {\rm C}~,~\angle {\rm C}\end{split}\)

■ 同じタイプの例題解説
  » 正三角形の性質

 
2 二等辺三角形になるための条件

p.134 問1[証明] \(\triangle {\rm ABC}\) 二等辺三角形より、底角が等しいから
\(\begin{split}~~~\angle{\rm B}=\angle{\rm C}~~~\cdots{\large ①}\end{split}\)
BPは角の二等分線より、
\(\begin{split}~~~\angle{\rm PBC}=\angle{\rm B}\times\frac{\,1\,}{\,2\,}\end{split}\)
また、CPは角の二等分線より、
\(\begin{split}~~~\angle{\rm PCB}=\angle{\rm C}\times\frac{\,1\,}{\,2\,}\end{split}\)
よって、①より、
\(\begin{split}~~~\angle{\rm B}\times\frac{\,1\,}{\,2\,}=\angle{\rm C}\times\frac{\,1\,}{\,2\,}\end{split}\)
したがって、
\(\begin{split}~~~\angle{\rm PBC}=\angle{\rm PCB}\end{split}\)
三角形の2つの角が等しいから、\(\triangle {\rm PBC}\) は二等辺三角形となる [終]

■ 同じタイプの例題解説
  » 二等辺三角形になるための条件
p.134 問2[証明] \(\triangle {\rm ABC}\) において、
仮定より、
\(\begin{split}~~~\angle{\rm A}=\angle{\rm B}=\angle{\rm C}\end{split}\)
\(\angle{\rm B}=\angle{\rm C}\) より、\(\triangle {\rm ABC}\) は \(\angle{\rm A}\) を頂角とする二等辺三角形となるから
\(\begin{split}~~~{\rm AB=AC}~~~\cdots{\large ①}\end{split}\)
また、\(\angle{\rm A}=\angle{\rm C}\) より、\(\triangle {\rm ABC}\) は \(\angle{\rm B}\) を頂角とする二等辺三角形となるから
\(\begin{split}~~~{\rm BA=BC}~~~\cdots{\large ②}\end{split}\)
①と②より、
\(\begin{split}~~~{\rm AB=BC=AC}\end{split}\)
3辺が等しいので正三角形となる
したがって、3つの角が等しい三角形は正三角形である [終]

■ 同じタイプの例題解説
  » 二等辺三角形になるための条件
p.135 問3\({\small (1)}~\)右の図で、\(\angle a=\angle b\) ならば \(l \,//\, m\)
 正しい


\({\small (2)}~\)2つの三角形の面積が等しいならばこの2つの三角形は合同である
 正しくない


\({\small (3)}~x> 3\) ならば \(x≧5\)
 正しくない

■ 同じタイプの例題解説
  » ことがらの逆と反例

 
3 直角三角形の合同

p.136 問1\({\rm AB=AE}\) より、\(\triangle {\rm ABE}\) は二等辺三角形となる
よって、底角が等しいから
\(\begin{split}~~~\angle{\rm B}=\angle{\rm E}\end{split}\)


[証明] \(\triangle {\rm ABC}\) と \(\triangle {\rm DEF}\) において、
仮定より、
\(\begin{split}~~~{\rm AB=DE}~~~\cdots{\large ①}\end{split}\)
\(\begin{split}~~~{\rm AC=DF}~~~\cdots{\large ②}\end{split}\)
\(\triangle {\rm ABE}\) が二等辺三角形で底角が等しいから
\(\begin{split}~~~\angle{\rm B}=\angle{\rm E}\end{split}\)
また、\(\angle{\rm C}=\angle{\rm F}=90^\circ\) より、
\(\begin{split}~~~\angle{\rm A}=\angle{\rm D}~~~\cdots{\large ③}\end{split}\)
①、②、③より、2組の辺とその間の角がそれぞれ等しいから、
\(\begin{split}~~~\triangle {\rm ABC}=\triangle {\rm DEF}\end{split}\)
[終]

■ 同じタイプの例題解説
  » 直角三角形の合同条件
p.137 問2\(~~~\triangle {\rm ABC}\equiv\triangle {\rm LKJ}\)
直角三角形で、斜辺と他の1辺がそれぞれ等しい


\(~~~\triangle {\rm DFE}\equiv\triangle {\rm GIH}\)
直角三角形で、斜辺と1つの鋭角がそれぞれ等しい

■ 同じタイプの例題解説
  » 直角三角形の合同条件
p.138 問3\({\small (1)}~\)[証明] \(\triangle {\rm IBE}\) と \(\triangle {\rm IBD}\) において、
仮定より、
\(\begin{split}~~~\angle{\rm IEB}=\angle{\rm IDB}=90^\circ~~~\cdots{\large ①}\end{split}\)
\(\begin{split}~~~\angle{\rm IBE}=\angle{\rm IBD}~~~\cdots{\large ②}\end{split}\)
また、\({\rm IB}\) は共通 \(~~~\cdots{\large ③}\)
①、②、③より、直角三角形で、斜辺と1つの鋭角がそれぞれ等しいから
\(\begin{split}~~~\triangle {\rm IBE}\equiv\triangle {\rm IBD}\end{split}\)
合同な図形の対応する辺は等しいから
\(\begin{split}~~~{\rm IE=ID}~~~\cdots{\large ④}\end{split}\)
次に、 \(\triangle {\rm ICE}\) と \(\triangle {\rm ICF}\) においても同様にして、
\(\begin{split}~~~{\rm IE=IF}~~~\cdots{\large ⑤}\end{split}\)
したがって、④と⑤より、
\(\begin{split}~~~{\rm ID=IE=IF}\end{split}\)
[終]


\({\small (2)}~\)[証明] \(\triangle {\rm AID}\) と \(\triangle {\rm AIF}\) において、
仮定より、
\(\begin{split}~~~\angle{\rm ADI}=\angle{\rm AFI}=90^\circ~~~\cdots{\large ①}\end{split}\)
(1) より、
\(\begin{split}~~~{\rm ID=IF}~~~\cdots{\large ②}\end{split}\)
また、\({\rm AI}\) は共通 \(~~~\cdots{\large ③}\)
①、②、③より、直角三角形で、斜辺と他の1辺がそれぞれ等しいから
\(\begin{split}~~~\triangle {\rm AID}\equiv\triangle {\rm AIF}\end{split}\)
合同な図形の対応する角は等しいから
\(\begin{split}~~~\angle{\rm DAI}=\angle{\rm FAI}\end{split}\)
したがって、\(\angle{\rm BAI}=\angle{\rm CAI}\) となり、半直線AIは \(\angle{\rm BAC}\) を二等分する [終]


\({\small (3)}~\)

■ 同じタイプの例題解説
  » 直角三角形の証明

 



2節 平行四辺形

 
1 平行四辺形の性質

p.140 問1[1]\({\rm AB=DC~,~AD=BC}\)


[2]\(\angle{\rm A}=\angle{\rm C}~,~\angle{\rm B}=\angle{\rm D}\)

■ 同じタイプの例題解説
  » 平行四辺形の証明
p.141 問2[証明] 対角線 \({\rm AC}\) を引く
平行線の錯角は等しいから
\(~~~{\rm AB \,//\, DC}\) より、\(\angle{\rm BAC}=\angle{\rm DCA}\)
\(~~~{\rm AD \,//\, BC}\) より、\(\angle{\rm DAC}=\angle{\rm BCA}\)
よって、
\(\begin{split}~~~\angle{\rm BAC}+\angle{\rm DAC}=\angle{\rm DCA}+\angle{\rm BCA}\end{split}\)
これより、
\(\begin{split}~~~\angle{\rm A}=\angle{\rm C}~~~\cdots{\large ①}\end{split}\)
また、対角線 \({\rm BD}\) を引き、同様にすると、
\(\begin{split}~~~\angle{\rm B}=\angle{\rm D}~~~\cdots{\large ②}\end{split}\)
①、②より、平行四辺形では2組の対角はそれぞれ等しい [終]

■ 同じタイプの例題解説
  » 平行四辺形の証明
p.141 問3[証明] \(\triangle {\rm ABO}\) と \(\triangle {\rm CDO}\) において、
平行四辺形では、2組の対辺はそれぞれ等しいから
\(\begin{split}~~~{\rm AB=CD}~~~\cdots{\large ①}\end{split}\)
また、平行線の錯角が等しいから、\({\rm AB \,//\, DC}\) より、
\(\begin{split}~~~\angle{\rm BAO}=\angle{\rm DCO}~~~\cdots{\large ②}\end{split}\)
\(\begin{split}~~~\angle{\rm ABO}=\angle{\rm CDO}~~~\cdots{\large ③}\end{split}\)
①、②、③より、1組の辺とその両端の角がそれぞれ等しいから
\(\begin{split}~~~\triangle {\rm ABO}\equiv\triangle {\rm CDO}\end{split}\)
合同な図形の対応する辺は等しいから、
\(\begin{split}~~~{\rm AO=CO~,~BO=DO}\end{split}\)
したがって、平行四辺形では、対角線はそれぞれの中点で交わる [終]

■ 同じタイプの例題解説
  » 平行四辺形の証明
p.142 問4\({\small (1)}~\)

\({\small (2)}~\)[証明] \(\triangle {\rm ABE}\) と \(\triangle {\rm CDF}\) において、
仮定より、
\(\begin{split}~~~{\rm BE=DF}~~~\cdots{\large ①}\end{split}\)
平行四辺形の2組の対辺はそれぞれ等しいから、
\(\begin{split}~~~{\rm AB=CD}~~~\cdots{\large ②}\end{split}\)
\({\rm AB \,//\, CD}\) より、平行線の錯角が等しいから、
\(\begin{split}~~~\angle{\rm ABE}=\angle{\rm CDF}~~~\cdots{\large ③}\end{split}\)
①、②、③より、2組の辺とその間の角がそれぞれ等しいから、
\(\begin{split}~~~\triangle {\rm ABE}\equiv\triangle {\rm CDF}\end{split}\)
合同な図形の対応する辺は等しいから、
\(\begin{split}~~~{\rm AE=CF}\end{split}\)
[終]

■ 同じタイプの例題解説
  » 平行四辺形の証明

 
2 平行四辺形になるための条件

p.145 問1[証明] \(\triangle {\rm AOB}\) と \(\triangle {\rm COD}\) において、
仮定より、
\(\begin{split}~~~{\rm AO=CO}~~~\cdots{\large ①}\end{split}\)
\(\begin{split}~~~{\rm BO=DO}~~~\cdots{\large ②}\end{split}\)
対頂角は等しいから
\(\begin{split}~~~\angle{\rm AOB}=\angle{\rm COD}~~~\cdots{\large ③}\end{split}\)
①、②、③より、2組の辺とその間の角がそれぞれ等しいから、
\(\begin{split}~~~\triangle {\rm AOB}\equiv\triangle {\rm COD}\end{split}\)
合同な図形の対応する角は等しいから、
\(\begin{split}~~~\angle{\rm ABO}=\angle{\rm CDO}\end{split}\)
錯角が等しいから、
\(\begin{split}~~~{\rm AB \,//\, DC}~~~\cdots{\large ④}\end{split}\)
\(\triangle {\rm AOD}\) と \(\triangle {\rm COB}\) においても同様にすると、
\(\begin{split}~~~{\rm AD \,//\, BC}~~~\cdots{\large ⑤}\end{split}\)
④、⑤より、この四角形は平行四辺形である
したがって、対角線がそれぞれの中点で交わる四角形は、平行四辺形である [終]

■ 同じタイプの例題解説
  » 平行四辺形になるための条件
p.146 問2\(~~~\)ウ

■ 同じタイプの例題解説
  » 平行四辺形になるための条件
■ 同じタイプの例題解説
  » 辺や角の条件と平行四辺形
p.147 問3対角線ACを引き、対角線の交点をOとする
平行四辺形の対角線はそれぞれの中点で交わるから
\(\begin{split}~~~{\rm AO=CO}~~~\cdots{\large ①}\end{split}\)
\(\begin{split}~~~{\rm BO=DO}~~~\cdots{\large ②}\end{split}\)
また、仮定より、
\(\begin{split}~~~{\rm BE=DF}~~~\cdots{\large ③}\end{split}\)
よって、②と③より、
\(\begin{split}~~~{\rm BO+BE=DO+DF}\end{split}\)
\(\begin{split}~~~~~~~~~{\rm EO=FO}\cdots{\large ④}\end{split}\)
①、④より、対角線がそれぞれの中点で交わるから、四角形AECFは平行四辺形である [終]

■ 同じタイプの例題解説
  » 図形の中の平行四辺形
p.147 問4[証明] \(\triangle {\rm ABE}\) と \(\triangle {\rm CDF}\) において、
仮定より、
\(\begin{split}~~~{\rm BE=DF}~~~\cdots{\large ①}\end{split}\)
平行四辺形の2組の対辺がそれぞれ等しいから、
\(\begin{split}~~~{\rm AB=CD}~~~\cdots{\large ②}\end{split}\)
\(\begin{split}~~~{\rm BC=DA}~~~\cdots{\large ③}\end{split}\)
また、平行四辺形の2組の対角は等しいから、
\(\begin{split}~~~\angle{\rm ABE}=\angle{\rm CDF}~~~\cdots{\large ④}\end{split}\)
①、②、④より、2組の辺とその間の角がそれぞれ等しいから、
\(\begin{split}~~~\triangle {\rm ABE}\equiv\triangle {\rm CDF}\end{split}\)
合同な図形の対応する辺は等しいから、
\(\begin{split}~~~{\rm AE=CF}~~~\cdots{\large ⑤}\end{split}\)
また、①と③より、
\(\begin{split}~~~{\rm BC-BE=DA-DE}\end{split}\)
\(\begin{split}~~~~~~~{\rm EC=FA}~~~\cdots{\large ⑥}\end{split}\)
⑤と⑥より、2組の対辺がそれぞれ等しいから、四角形AECFは平行四辺形となる [終]

■ 同じタイプの例題解説
  » 図形の中の平行四辺形

 
3 特別な平行四辺形

p.149 問1[証明] ひし形の定義より、4つの辺がすべて等しいから、2組の対辺がそれぞれ等しい
よって、ひし形は平行四辺形である [終]


[証明] 正方形の定義より、4つの角がすべて等しいから2つの対角がそれぞれ等しい
よって、正方形は平行四辺形である [終]
(4つの辺がすべて等しいを用いてもよい)

■ 同じタイプの例題解説
  » 特別な平行四辺形
p.149 問2[証明] \(\triangle {\rm ABC}\) と \(\triangle {\rm DCB}\) において、
長方形の4つの角がすべて等しいから
\(\begin{split}~~~\angle{\rm ABC}=\angle{\rm DCB}~~~\cdots{\large ①}\end{split}\)
平行四辺形の2組の対辺はそれぞれ等しいから、
\(\begin{split}~~~{\rm AB=DC}~~~\cdots{\large ②}\end{split}\)
共通な辺より、
\(\begin{split}~~~{\rm BC=CB}~~~\cdots{\large ③}\end{split}\)
①、②、③より、2組の辺とその間の角がそれぞれ等しいから、
\(\begin{split}~~~\triangle {\rm ABC}\equiv\triangle {\rm DCB}\end{split}\)
合同な図形の対応する辺は等しいから、
\(\begin{split}~~~{\rm AC=DB}\end{split}\)
したがって、長方形の対角線は等しい [終]

■ 同じタイプの例題解説
  » 特別な平行四辺形
p.149 問3[証明] \(\triangle {\rm ABC}\) と \(\triangle {\rm ABC}\) において、
ひし形の4つの辺がすべて等しいから、
\(\begin{split}~~~{\rm AB=AD}~~~\cdots{\large ①}\end{split}\)
平行四辺形の対角線がそれぞれの中点で交わるから、
\(\begin{split}~~~{\rm BO=DO}~~~\cdots{\large ②}\end{split}\)
共通な辺より、
\(\begin{split}~~~{\rm AO=AO}\cdots{\large ③}\end{split}\)
①、②、③より、3組の辺がそれぞれ等しいから、
\(\begin{split}~~~\triangle {\rm ABO}\equiv\triangle {\rm ADO}\end{split}\)
合同な図形の対応する角は等しいから、
\(\begin{split}~~~\angle{\rm BAO}=\angle{\rm DAO}~~~\cdots{\large ④}\end{split}\)
①より、\(\triangle {\rm ABD}\) は二等辺三角形であり、
④より、AOは頂角の二等分線であるから、
\(\begin{split}~~~\angle{\rm AOB}=\angle{\rm AOD}=90^\circ\end{split}\)
したがって、ひし形の対角線は垂直に交わる [終]

■ 同じタイプの例題解説
  » 特別な平行四辺形
p.151 問4[証明] 仮定より、斜辺ACの中点がMより、
\(\begin{split}~~~{\rm MA=MC}~~~\cdots{\large ①}\end{split}\)
また、長方形の対角線は等しいから、
\(\begin{split}~~~{\rm AC=BD}~~~\cdots{\large ②}\end{split}\)
平行四辺形の対角線はそれぞれの中点で交わるから、
\(\begin{split}~~~{\rm MB=MD}~~~\cdots{\large ③}\end{split}\)
②より、
\(\begin{split}~~~{\rm MA+MC=MB+MD}\end{split}\)
①、③より、
\(\begin{split}~~~{\rm 2MA=2MB}\end{split}\)
\(\begin{split}~~~~{\rm MA=MB}~~~\cdots{\large ④}\end{split}\)
したがって、①と④より、
\(\begin{split}~~~{\rm MA=MB=MC}\end{split}\)
[終]

■ 同じタイプの例題解説
  » 特別な平行四辺形
p.150 問5\({\small (1)}~\)正しくない
反例は、

対角線が等しい四角形でも、平行四辺形でなければ長方形ではない


\({\small (2)}~\)正しくない
反例は、

対角線が垂直に交わる四角形でも、平行四辺形でなければひし形ではない

■ 同じタイプの例題解説
  » 特別な平行四辺形
p.150 問6\({\small (1)}~\)ア   \({\small (2)}~\)エ
\({\small (3)}~\)イ   \({\small (4)}~\)ウ

■ 同じタイプの例題解説
  » 特別な平行四辺形

 
4 平行線と面積

p.153 問1\(\begin{split}~~~\triangle {\rm ABM}=\triangle {\rm BDM}=\triangle {\rm MDC}\end{split}\)


\(\begin{split}~~~\triangle {\rm ABC}=\triangle {\rm BDC}=\triangle {\rm ABD}\end{split}\)
\(\begin{split}~~~~~~~~~~~~~~=\triangle {\rm ACD}=\triangle {\rm AMD}\end{split}\)

■ 同じタイプの例題解説
  » 平行線と面積
p.154 問22点A、Cを結ぶ
直線ACに平行で点Bを通る直線DEを引く
直線AEを引くと、この直線が境界線となる
(\(\triangle {\rm ABC}=\triangle {\rm AEC}\)となるから)

■ 同じタイプの例題解説
  » 平行線と面積

 



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