数学
中学生

(3)でPBを求める時なぜABの2乗➖PA 2乗=BO2乗➖OPの二乗で求めないか教えて欲しいです。

(2) APBCが正三角形であるとき、 立体OPB 11/22 Cの体積は三角錐OABCの体積の何倍か。 14 図は、1辺2cm の正三角形を底面とし、 OA =OB=OC=3cm の三角錐OABCで、点P は辺OA上にあり、 点Aとは異なる点である。 次 の問いに答えよ。 (1) 三角錐OABCの体積を求めよ。 1/x1x1 P 2/2 P 1/2=1 (3) △PBCの周の長さがもっとも短くなるとき、 △PBCの周の長さを求めよ。 このとき、 立体 PABCの体積は三角錐OABCの体積の何 倍か。 11/22 B 1442 13×1/3 3 72−3
(1) (2) 3 HO 頂点から底面に垂線OHを下ろ し、ABの中点をMとする。 △CABは正三角形で、 CMはそ の正三角形の高さに等しいから、 CM=3x2=√3 2 点HはACABの重心になるから、 B M 3 CH: HM=2:1 CH-CM×33-√3×2/3-2/3 △OHCに三平方の定理を用いて OH=OC-HC2 =3 32- (2) =9-12=69 69 OH= 3 よって、 求める立体の体積は、 (三角錐OABC) =△CABXOHx 2 3 = X22X V3 69 √3x22x16x11-√23 cm³ =1 3 4 △PBCが正三角形になるとき、 PB=PC=BC=2 面OABにおいて、 ABPA△OABより、 BP:PA=OA:AB =3:2 PA=BP×2 =2×20=113 B これより、 OP:PA= (OA-PA):PA=(3-4):1=5 よって、 (立体OPBC): (三角錐OABC) =OP:OA=5:9 41 59
(3) △PBCの周の長さがもっとも短くなるとき、 BCは 一定で、 BP=CPより、 BPが最短のときである。 BPが最短になるのは、 BP⊥OAのときである。 3 3 P B AOABにおいて、点OからABに 垂線OIを下ろすと、 AI=BI=1 △OAIに三平方の定理を用いて、 O12 OA2-AI 2 =32-12=8 01=2√2 ABAPSAOAIで、 1:3: 2√2の直角三角形とわかるから、 BP=BAX 2√20 3 =2x2.2 = 4/2 x262-452 3 3 これより、 (△PBCの周)=BP×2 + BC =4√2 3 ×2+2 8√√2 +2 cm 3 また、PA=BA×1=2×1/2=1/2/3より、 PA:OA=2 :3=2:9 3 よって、 (立体PABC): (三角錐OABC) =PA: OA =2:9 ave 29 倍

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