静岡県公立高校入試 令和7(2025)年度 解答&解説

大問1

(1) 次の計算をしなさい。

ア \( 11-6 \div 2 \)

【解答】
\( 8 \)
【解説】
\( =11-3 \)
\( =8 \)

 

イ \( (-3a)^2 \div 6a \times 8b \)

【解答】
\( 12ab \)
【解説】
\( =9a^2 \div 6a \times 8b \)
\( =\dfrac{9a^2 \times 8b}{6a} \)
\( =12ab \)

 

ウ \( \dfrac{x-y}{2}-\dfrac{x+4y}{5} \)

【解答】
\( \dfrac{3x-13y}{10} \)
【解説】
\( =\dfrac{5(x-y)}{10}-\dfrac{2(x+4y)}{10} \)
\( =\dfrac{5(x-y)-2(x+4y)}{10} \)
\( =\dfrac{5x-5y-2x-8y}{10} \)
\( =\dfrac{3x-13y}{10} \)

 

エ \( (\sqrt{7}+\sqrt{2})^2-9\sqrt{14} \)

【解答】
\( 9-7\sqrt{14} \)
【解説】
\( =7+2\sqrt{14}+2-9\sqrt{14} \)
\( =9-7\sqrt{14} \)

 

(2) \( a=8,b=47 \) のとき,\( 36a^2-b^2 \) の式の値を求めなさい。

【解答】
\( 95 \)
【解説】
\( 36a^2-b^2 \) を因数分解すると,
 \( 36a^2-b^2=(6a+b)(6a-b) \)
なので,\( a=8,b=47 \) を代入すると,
 \( (6 \times 8+47)(6 \times 8-47)=(48+47)(48-47) \)
              \( =95 \times 1 \)
              \( =95 \)

 

(3) 次の2次方程式を解きなさい。
     \( x^2-5x=3x+20 \)

【解答】
\( x=-2,10 \)
【解説】
  \( x^2-8x-20=0 \)
\( (x+2)(x-10)=0 \)
        \( x=-2,10 \)

 

大問2

(1) 図1の \( △ABC \) において,次の \( \color{blue}{\boxed{   }} \) の中に示した条件➀と条件➁の両方に当てはまる円の中心 \( O \) を作図しなさい。

条件➀ 円の中心 \( O \) は,2辺 \( BC,AC \)
    から等しい距離にある。
条件➁ 円 \( O \) は,2点 \( A,C \) を通る。

ただし,作図には定規とコンパスを使用し,作図に用いた線は残しておくこと。

【解答】

手順1 点 \( C \) を中心に円弧を描く。
(辺 \( BC,AC \) との交点を \( D,E \) とします)
手順2 2点 \( D,E \) を中心に円弧を描く。
(交点を \( F \) とします)
手順3 2点 \( C,F \) を通る直線を描く。
手順4 2点 \( A,C \) を中心に円弧を描く。
(交点を \( G,H \) とします)
手順5 2点 \( G,H \) を通る直線を描く。

手順3と手順5の直線の交点が求める点 \( O \) になります。

【解説】
【条件➀からわかること】
点と辺(線分・直線)の距離とは点から辺にひいた垂線の長さのことなので,
点 \( O \) が,2辺 \( BC,AC \) から等しい距離にあるとき,
点 \( O \) から2辺 \( BC,AC \) にひいた垂線の長さが等しくなります。

点 \( O \) から辺 \( BC,AC \) に垂線をひいた交点を \( P,Q \) とすると,
 \( OP=OQ,OC \) は共通
より,斜辺と他の1辺が等しい直角三角形なので,
 \( △OCP≡△OCQ \)
対応する角の大きさは等しいので,
 \( ∠OCP=∠OCQ \)

よって,\( OC \) は \( ∠C \) の二等分線になっています。

【条件➁からわかること】
円 \( O \) は,2点 \( A,C \) を通るので,
\( OA=OC \) になります。
ここから,\( △OAC \) は二等辺三角形なので,
点 \( O \) から辺 \( AC \) に垂線をひくと,
辺 \( AC \) の垂直二等分線になります。

 

(2) \( 90 \; L \) で満水になる水槽がある。この水槽に,空の状態から毎分 \( x \; L \) の割合で水を入れ続けるとき,満水になるまでにかかる時間を \( y \) 分とする。\( y \) を \( x \) の式で表しなさい。

【解答】
\( y=\dfrac{90}{x} \)
【解説】
\( y \) を \( x \) の式で表すというのは,\( y=\boxed{  } \) の形になるよう式で表すということです。

毎分 \( x \; L \) の割合で \( y \) 分間水を入れると満水(\( 90 \; L \))になるので,
 \( xy=90 \)
  \( y=\dfrac{90}{x} \)

 

(3) 2つの袋A,Bがある。袋Aには4個の玉が,袋Bには3個の玉が入っており,それぞれの玉には数字が1つ書いてある。図2は,袋Aと袋Bに入っている玉を示したものである。
最初に袋Aから玉を1個取り出し,その玉に書いてある数字を調べてから,袋Bに入れる。次に,玉の個数が4個になった袋Bから玉を1個取り出す。このとき,袋Aから袋Bに入れた玉に書いてある数と,袋Bから取り出した玉に書いてある数が同じである確率を求めなさい。ただし,袋Aから玉を取り出すとき,どの玉が取り出されることも同様に確からしいものとする。また,袋Bについても同じように考えるものとする。

【解答】
\( \dfrac{7}{16} \)
【解説】
最初に袋Aから1の玉を取り出したとき,玉の個数が4個になった袋Bには,1,1,2,3の玉が入っています。
これらを2,3,4の玉を取り出したときについても考えると,玉の個数が4個になった袋Bに入っている玉は次のようになります。

これをもとに,袋A,Bから取り出した玉の組み合わせを樹形図に書き出すと,
袋Aから取り出した玉に書いてある数と,袋Bから取り出した玉に書いてある数が
同じである組み合わせは \( 7 \) 通り,すべての組み合わせは \( 16 \) 通りなので,
求める確率は \( \dfrac{7}{16} \)

 

大問3

Aさんは,総合的な学習の時間の授業で,電気とガスの使用量をもとに,Aさんの家庭の二酸化炭素の排出量を調べた。今年と昨年における,1月と2月の,Aさんの家庭の二酸化炭素の排出量をそれぞれ計算したところ,今年の1月と2月の,二酸化炭素の排出量の合計は \( 498 \; kg \) であった。また,今年の1月の二酸化炭素の排出量は,昨年の1月より \( 20\% \) 減少しており,今年の2月の二酸化炭素の排出量は,昨年の2月より \( 10\% \) 増加していた。その結果,今年の1月と2月の,二酸化炭素の排出量の合計は,昨年の1月と2月の,二酸化炭素の排出量の合計より \( 42 \; kg \) 減少していた。
このとき,今年の1月の二酸化炭素の排出量と,今年の2月の二酸化炭素の排出量は,それぞれ何 \( kg \) であったか。方程式をつくり,計算の過程を書き,答えを求めなさい。

【解答】
今年の1月の二酸化炭素の排出量 ・・・ \( 256 \; kg \)
今年の2月の二酸化炭素の排出量 ・・・ \( 242 \; kg \)

昨年の1月の二酸化炭素の排出量を \( x \; kg \),昨年の2月の二酸化炭素の排出量を \( y \; kg \) とすると,
\( \left\{ \begin{array}{}
0.8x+1.1y=498 \;\; ・・・ \;\; ➀ \\
0.2x-0.1y=42 \;\; ・・・ \;\; ➁ \\
\end{array} \right.  \)
➀ \( \times 10 \) すると,
 \( 8x+11y=4980 \) ・・・ ➀’
➁ \( \times 40 \) すると,
 \( 8x-4y=1680 \) ・・・ ➁’
➁’\( – \) ➀’すると,
 \( 15y=3300 \)
  \( y=220 \)
➁’に代入すると,
 \( 8x-4 \times 220=1680 \)
       \( 8x=2560 \)
       \( x=320 \)
となり,昨年の1月の二酸化炭素の排出量は \( 320 \; kg \),
昨年の2月の二酸化炭素の排出量は \( 220 \; kg \)
なので,今年の1月の二酸化炭素の排出量は
 \( 0.8 \times 320=256 \; (kg) \)
今年の2月の二酸化炭素の排出量は
 \( 1.1 \times 220=242 \; (kg) \)

【解説】
通常の連立方程式の問題の考え方では,
今年の1月の二酸化炭素の排出量を \( x \; kg \),今年の2月の二酸化炭素の排出量を \( y \; kg \) としますが,
今回は昨年の排出量の表し方がややこしくなり,間違えやすくなってしまうので,
昨年の1月の二酸化炭素の排出量を \( x \; kg \),昨年の2月の二酸化炭素の排出量を \( y \; kg \) とするのが
おすすめです。

今年の1月の二酸化炭素の排出量は,昨年の1月より \( 20\% \) 減少しているので,
昨年から今年の1月の二酸化炭素の排出量の減少分は,\( 0.2x \)
今年の1月の二酸化炭素の排出量は,\( 0.8x \)

今年の2月の二酸化炭素の排出量は,昨年の2月より \( 10\% \) 増加しているので,
昨年から今年の2月の二酸化炭素の排出量の増加分は,\( 0.1y \)
今年の2月の二酸化炭素の排出量は,\( 1.1y \)
と表すことができます。

ここから,
今年の1月と2月の,二酸化炭素の排出量の合計は \( 0.8x+1.1y \) と表すことができ,
これが \( 498 \; kg \) なので,方程式で表すと,
 \( 0.8x+1.1y=498 \) ・・・ ➀

次に,昨年から今年で1月と2月の二酸化炭素の排出量の合計は \( 42 \; kg \) 減少していたので,
昨年から今年の二酸化炭素の排出量の合計の減少分は \( 0.2x-0.1y \) と表すことができ,
これが \( 42 \; kg \) なので,方程式で表すと,
 \( 0.2x-0.1y=42 \) ・・・ ➁

となります。

 

大問4

図3の立体は,\( △ABC \) を1つの底面とする三角柱である。この三角柱において,\( AB=AC=5 \; cm,BC=6 \; cm,AD=8 \; cm \) であり,側面はすべて長方形である。
このとき,次の(1)~(3)の問いに答えなさい。

(1) この三角柱において,面 \( ADEB \) と垂直な面はどれか。すべて答えなさい。

【解答】
面 \( ABC \)
面 \( DEF \)

【解説】
1つの面を下じきと考え,2つの面(2枚の下じき)が垂直になるとき,
交わっている2つの面(2枚の下じき)が直線に見える(青の直線が点に見える)向きから見ると,
2本の直線が垂直に交わるように見えます。


 

(2) この三角柱において,図4のように,辺 \( AB \) 上に \( AG=2 \; cm \) となる点 \( G \) をとる。四角形 \( ADEG \) を,辺 \( BE \) を軸として1回転させてできる立体の体積を求めなさい。
ただし,円周率は \( \pi{} \) とする。

【解答】
\( 176\pi{} \; cm^3 \)

【解説】
四角形 \( ADEG \) を,辺 \( BE \) を軸として1回転させてできる立体は,
下の図のような円柱から円すいを取り除いた形になります。

【円柱の体積】
底面が半径 \( 5 \; cm \) の円で,高さが \( 8 \; cm \) なので,
 \( (\pi{} \times 5^2) \times 8=200\pi{} \; (cm^3) \)

【円すいの体積】
底面が半径 \( 3 \; cm \) の円で,高さが \( 8 \; cm \) なので,
 \( (\pi{} \times 3^2) \times 8 \times \dfrac{1}{3}=24\pi{} \; (cm^3) \)

よって,求める立体の体積は,
 \( 200\pi{}-24\pi{}=176\pi{} \; (cm^3) \)

 

(3) この三角柱において、図5のように,点 \( A \) から辺 \( BC \) に引いた垂線と辺 \( BC \) との交点を \( K \) とする。点 \( K \) から辺 \( EF \) に引いた垂線と辺 \( EF \) どの交点を \( L \) とし,線分 \( AL \) の中点を \( M \) とする。また,辺 \( BE \) 上に \( BN=6 \; cm \) となる点 \( N \) をとる。線分 \( MN \) の長さを求めなさい。

【解答】
\( MN=\sqrt{17} \; cm \)

【解説】
線分 \( MN \) は斜めになっていて計算しにくそうなので,
線分 \( MN \) を通る平面上で計算しやすい形をつくることを考えます。

点 \( M \) を通り,面 \( DEL \) と平行な面と線分 \( KL \) の交点を \( P \),
点 \( N \) を通り,面 \( DEL \) と平行な面と線分 \( KL \) の交点を \( Q \)
とし,この三角柱を面 \( ADLK \),点 \( M \) を通り,面 \( DEL \) と平行な面,
点 \( N \) を通り,面 \( DEL \) と平行な面 で切断すると,
下の図のような三角柱が残り,この三角柱の中に直角三角形 \( NPM \) ができます。

ここから,線分 \( MP \) と \( NP \) の長さを求めることができれば,
三平方の定理を使って線分 \( MN \) の長さを求められます。

【線分 \( MP \) の長さを求める】
面 \( ADLK \) に注目すると,
\( △ABC \) は \( AB=AC=5 \; cm,BC=6 \; cm \) の二等辺三角形なので,\( AK⊥BC \) より,
 \( AK=\dfrac{1}{2}BC=3 \; (cm) \)

\( △MPL \) と \( △AKL \) において,
 \( ∠LPM=∠LKA,∠L \) は共通
より,\( △MPL \) ∽ \( △AEL \) なので,
対応する辺の比は等しく,
 \( MP:AK=LM:LA \)
   \( MP:4=1:2 \)
    \( MP=2 \; (cm) \)

【線分 \( NP \) の長さを求める】
面 \( BELK \) に注目すると,\( KL⊥EF \) より,
\( BE//KL \) なので,\(KQ=BN=6 \; cm \)

また,\( △MPL \) ∽ \( △AKL \) なので,
対応する辺の比は等しく,
 \( LP:LK=LM:LA \)
  \( LP:8=1:2 \)
    \( LP=4 \; (cm) \)
なので,
 \( PK=LK-LP=4 \; (cm) \)
であり,
 \( PQ=KQ-PK=2 \; (cm) \)

\( △PNQ \) において,\( NQ//BK \) より,
\( NQ=BK=3 \; cm \) なので,三平方の定理より,
 \( PN^2=PQ^2+NQ^2 \)
    \( =2^2+3^2 \)
    \( =13 \)
  \( PN=\sqrt{13} \; (cm) \)(\( PN>0 \) より)

以上より,\( △NPM \) において,三平方の定理より,
 \( MN^2=MP2+PN^2 \)
    \( =2^2+(\sqrt{13})^2 \)
    \( =17 \)
  \( MN=\sqrt{17} \; (cm) \)(\( MN>0 \) より)

 

大問5

ある中学校の,3年1組の生徒 \( 30 \) 人,3年2組の生徒 \( 30 \) 人,3年3組の生徒 \( 30 \) 人,3年4組の生徒 \( 30 \) 人の合計 \( 120 \) 人は,新体力テストで上体起こしを行った。図6は,この3年生 \( 120 \) 人の上体起こしの記録を,ヒストグラムに表したものである。
このとき,次の(1),(2)の問いに答えなさい。

(1) 図6において,3年生 \( 120 \) 人の記録の中央値が含まれる階級の度数を求めなさい。

【解答】
\( 25 \) 人
【解説】
\( 120 \) 人の記録を集計しているので,中央値は,
記録の少ない方から \( 60 \) 番目と \( 61 \) 番目の記録の平均値になります。

図6に累積度数を書き込んでいくと下のようになり,
\( 60 \) 番目と \( 61 \) 番目の記録は,\( 24 \) 回以上 \( 28 \) 回未満の階級に含まれているので,
この階級の度数は,\( 25 \) 人になります。

 

(2) 図7は,3年1組から3年4組までの生徒 \( 120 \) 人の上体起こしの記録を,組ごとに箱ひげ図に表したものである。下のの中から,図6と図7から読み取れることとして正しいものを2つ選び,記号で答えなさい。

   ア 3年生 \( 120 \) 人の記録の第1四分位数が含まれる階級は,\( 28 \) 回以上 \( 32 \) 回未満である。
   イ 1組と3組で上体起こしの記録が \( 26 \) 回以上の生徒の人数は,それぞれ \( 15 \) 人以下である。
   ウ 上体起こしの記録の四分位範囲は,2組より4組の方が大きい。
   エ 1組で上体起こしの記録が \( 36 \) 回の生徒の人数は,\( 3 \) 人である。

【解答】
イ,エ
【解説】

ア ・・・ 図6のヒストグラムは,\( 120 \) 人の記録を集計しているので,
    第1四分位数は,記録の少ない方から \( 30 \) 番目と \( 31 \) 番目の記録の平均値になります。
    \( 30 \) 番目と \( 31 \) 番目の記録は,\( 20 \) 回以上 \( 24 \) 回未満の階級に含まれていることから,
    第1四分位数も \( 20 \) 回以上 \( 24 \) 回未満の階級に含まれるので,正しくありません。

イ ・・・ 各組の人数は \( 30 \) 人なので,中央値は,記録の少ない方から \( 15 \) 番目と \( 16 \) 番目の記録の
    平均値になっています。

    図7の箱ひげ図から,1組の中央値は \( 25 \) 回なので,
    \( 15 \) 番目の記録は \( 25 \) 回以下,\( 16 \) 番目の記録は \( 25 \) 回以上
    であることがわかります。
    \( 16 \) 番目の記録が \( 25 \) 回の場合,記録が \( 26 \) 回以上の生徒の人数は,\( 14 \) 人以下
    \( 16 \) 番目の記録が \( 26 \) 回以上の場合,記録が \( 26 \) 回以上の生徒の人数は,\( 15 \) 人
    なので,どちらの場合においても,記録が \( 26 \) 回以上の生徒の人数は,\( 15 \) 人以下になります。

    同様に,3組の中央値は \( 24 \) 回なので,
    \( 15 \) 番目の記録は \( 24 \) 回以下,\( 16 \) 番目の記録は \( 24 \) 回以上
    であることがわかります。
    \( 16 \) 番目の記録が \( 24 \) 回または \( 25 \) 回の場合,記録が \( 26 \) 回以上の生徒の人数は,\( 14 \) 人以下
    \( 16 \) 番目の記録が \( 26 \) 回以上の場合,記録が \( 26 \) 回以上の生徒の人数は,\( 15 \) 人
    なので,どちらの場合においても,記録が \( 26 \) 回以上の生徒の人数は,\( 15 \) 人以下になります。

ウ ・・・ 四分位範囲の大きさは,箱ひげ図の箱の長さで比較することができ,
    箱の長さが長い方が四分位範囲が大きくなります。

    図7より,2組の方が4組より箱の長さが長いので,
    四分位範囲は,2組の方が4組より大きく,正しくありません。

エ ・・・ 図6より,記録が \( 36 \) 回以上 \( 40 \) 回未満の生徒の人数は,\( 3 \) 人であることがわかります。
    図7より,2組,3組,4組の最大値は \( 36 \) 回未満なので,
    記録が \( 36 \) 回以上の生徒は1組にしかいないことがわかります。
    また,1組の最大値が \( 36 \) 回であることから,\( 37 \) 回,\( 38 \) 回,\( 39 \) 回の生徒はいません。

    以上より,1組で上体起こしの記録が \( 36 \) 回の生徒の人数は,\( 3 \) 人であると判断できます。

 

大問6

次の \( \boxed{   } \) の中の文と図8は,授業で示された資料である。

図8において,➀は関数 \( y=ax^2 \; (a>\dfrac{1}{4}) \) のグラフであり,➁は関数 \( y=\dfrac{1}{4}x^2 \) のグラフである。2点 \( A,B \) は,放物線➀上の点であり,その \( x \) 座標は,それぞれ \( 2,4 \) である。点 \( C \) は放物線➁上の点であり,その \( x \) 座標は \( -2 \) である。点 \( C \) を通り \( y \) 軸に平行な直線と放物線➀との交点を \( D \) とし,直線 \( DO \) と直線 \( CA \) との交点を \( E \) とする。点 \( B \) を通り,直線 \( CA \) に平行な直線と直線 \( CD \) との交点を \( F \) とする。また,点 \( G \) は直線 \( FB \) 上の点であり,その \( x \) 座標は \( 1 \) である。

このとき, 次の(1),(2)の問いに答えなさい。

(1) 関数 \( y=\dfrac{1}{4}x^2 \) について,\( x \) の変域が \( -2≦x≦3 \) のときの \( y \) の変域を求めなさい。

【解答】
\( 0≦y≦\dfrac{9}{4} \)
【解説】
二次関数 \( y=mx^2 \)(\( m>0,m \) は定数)のグラフにおいて,
\( x \) の変域が \( 0 \) を含むとき,\( y \) の最小値は \( 0 \) になります。
また,\( x \) の絶対値が最も大きくなるとき,\( y \) の値は最大値をとります。

\( y=\dfrac{1}{4}x^2 \) で,\( x \) の変域が \( -2≦x≦3 \) のとき,
\( x \) の変域は \( 0 \) を含んでいるので,\( y \) の最小値は \( 0 \) になります。
また,\( x \) の絶対値が最も大きくなるのは \( x=3 \) のときなので,
\( y \) の最大値は,
 \( y=\dfrac{1}{4} \times 3^2=\dfrac{9}{4} \)

よって,求める \( y \) の変域は \( 0≦y≦\dfrac{9}{4} \) になります。

 

(2) RさんとSさんは,タブレット型端末を使いながら,図8のグラフについて話している。


Rさん:関数 \( y=ax^2 \) の \( a \) の値を変化させると,傾きが変化する直線があるよ。·
Sさん:2点 \( O,A \) を通る直線を引いて,\( a \) の値を変化させると,\( \boxed{あ} \) 直線 \( \underline{OA} \) の傾きも変化するね。
Rさん:\( a \) の値を変化させると,直線の傾きのほかに,四角形の形も変化するよ。
Sさん:\( \boxed{い} \) 四角形 \( \underline{GEAB} \) の形が変化するようすも分かるね。


次のア,イの問いに答えなさい。

ア 下線部 \( \boxed{あ} \) を,\( a \) を用いて表しなさい。

【解答】
\( 2a \)
【解説】
点 \( A \) は,直線 \( y=ax^2 \) 上の点で,\( x \) 座標が \( 2 \) なので,
\( y \) 座標は \( 4a \) と表すことができます。

点 \( F \) は,直線 \( OB \) 上の点です。
直線 \( OA \) は原点と \( A(2,4a) \) を通るので,
傾きは \( \dfrac{4a-0}{2-0}=2a \) と表すことができます。

 

イ 下線部 \( \boxed{い} \) が平行四辺形となるときの,\( a \) の値を求めなさい。求める過程も書きなさい。

【解答】
平行四辺形の向かい合う辺は平行で長さが等しいので,\( AE=BG \) であり,
点 \( A,B,G \) の \( x \) 座標は,それぞれ \( 2,4,1 \) であることから,
点 \( E \) の \( x \) 座標を \( t \) とすると,
 \( 2-t=4-1 \)
   \( t=-1 \)

点 \( D \) は,直線 \( y=ax^2 \) 上の点で,\( x \) 座標が \( -2 \) なので,\( y \) 座標は \( 4a \) と表すことができる。
点 \( E \) は線分 \( DO \) の中点にあたるので,
点 \( E \) の \( y \) 座標は \( 2a \) ・・・ (あ)

点 \( C \) は,直線 \( y=\dfrac{1}{4}x^2 \) 上の点で,\( x \) 座標が \( -2 \) なので,\( y \) 座標は \( 1 \) である。
直線 \( CA \) の式を \( y=mx+n \) とすると,
 \( m=\dfrac{4a-1}{2-(-2)}=\dfrac{4a-1}{4} \)
\( y=\dfrac{4a-1}{4}x+n \) に \( x=2,y=4a \) を代入すると,
 \( 4a=\dfrac{4a-1}{4} \times 2+n \)
  \( n=\dfrac{4a+1}{2} \)
なので,直線 \( CA \) の式は \( y=\dfrac{4a-1}{4}x+\dfrac{4a+1}{2} \)
この直線において,\( x=-1 \) のときの \( y \) 座標の値は,
 \( y=\dfrac{4a-1}{4} \times (-1)+\dfrac{4a+1}{2} \)
  \( =\dfrac{4a+3}{4} \) ・・・ (い)

(あ)と(い)の値は等しくなるので,
 \( 2a=\dfrac{4a+3}{4} \)
  \( a=\dfrac{3}{4} \)

【解説】

【\( AE=BG \) は \( x \) 座標の差で考えられる】
平行四辺形の向かい合う辺は平行で長さが等しいので,四角形 \( GEAB \) が平行四辺形であるとき,
 \( AE//BG,AE=BG \)
になります。

このとき,右の図のような
直角三角形 \( AEP,BGQ \) において,
平行な直線の傾きは等しいので,
 \( ∠AEP=∠BGQ \)
であり,斜辺と他の1鋭角が等しい直角三角形なので,
 \( △AEP≡△BGQ \)
対応する辺は等しいので,
 \( EP=GQ \)

ここから,点 \( A \) の \( x \) 座標から点 \( E \) の \( x \) 座標を引いた値と
点 \( B \) の \( x \) 座標から点 \( G \) の \( x \) 座標を引いた値は等しくなります。

 

大問7

図9において,4点 \( A,B,C,D \) は円 \( O \) の円周上の点であり,\( CA=CD \) である。\( AC \) と \( BD \) との交点を \( E \) とし,点 \( E \) を通り \( BC \) に平行な直線と \( AB \) との交点を \( F \) とする。また,点 \( P \) は \( \stackrel{\huge\frown}{ DC } \) 上を動く点であり,\( AP \) と \( BD \) との交点を \( G \) とする。ただし,点 \( P \) は点 \( C,D \) と重ならないものとする。
このとき,次の(1),(2)の問いに答えなさい。

(1) 図10は,図9において,点 \( P \) を \( BA=BG \) となるように動かしたものである。
このとき,\( △AFE \) ∽ \( △BGP \) であることを証明しなさい。

【解答】

\( △AFE \) と \( △BGP \) において,
\( FE//BC \) より同位角は等しいので,
 \( ∠AEF=∠ACB \) ・・・ ➀
\( \stackrel{\huge\frown}{ AB } \) に対する円周角なので,
 \( ∠BPG=∠ACB \) ・・・ ➁
➀➁より,
 \( ∠AEF=∠BPG \) ・・・ ➂

\( \stackrel{\huge\frown}{AD} \) に対する円周角なので,
 \( ∠ABG=∠ACD \) ・・・ ➃
\( △ABG \) は二等辺三角形なので,
 \( ∠BAG=\dfrac{180°-∠ABG}{2} \) ・・・ ➄
\( △ACD \) は二等辺三角形なので,
 \( ∠CAD=\dfrac{180°-∠ACD}{2} \) ・・・ ⑥
➃➄⑥より,
 \( ∠BAG=∠CAD \) ・・・ ➆
また,
 \( ∠EAF=∠BAG-∠CAP \) ・・・ ⑧
 \( ∠PAD=∠CAD-∠CAP \) ・・・ ➈
➆⑧➈より,
 \( ∠EAF=∠PAD \) ・・・ ➉
\( \stackrel{\huge\frown}{PD} \) に対する円周角なので,
 \( ∠FBG=∠PAD \) ・・・ ⑪
➉⑪より,
 \( ∠EAF=∠PBG \) ・・・ ⑫
➂⑫より,2組の角がそれぞれ等しいので,
 \( △AFE \) ∽ \( △BGP \)

 

(2) 図11は,図9において,点 \( P \) を \( AP \) が円 \( O \) の直径となるように動かしたものである。
\( ∠FEB=68° \),円 \( O \) の半径が \( 9 \; cm \) のとき,小さい方の \( \stackrel{\huge\frown}{ DP } \) の長さを求めなさい。ただし,円周率は \( \pi{} \) とする。

【解答】
\( \dfrac{23}{5}\pi{} \; cm \)

【解説】
円 \( O \) の半径がわかっていることから,中心角の大きさがわかれば,弧の長さを求めることができるので,
\( \stackrel{\huge\frown}{ DP } \) に対する中心角 \( ∠DOP \) を求めることを考えていきます。

\( FE//BC \) より錯角は等しいので,
 \( ∠CBD=∠FEB=68° \)
\( \stackrel{\huge\frown}{CD} \) に対する円周角なので,
 \( ∠CAD=∠CBD=68° \)
\( △ACD \) は二等辺三角形なので,
 \( ∠ACD=180°-68° \times 2=44° \)

\( \stackrel{\huge\frown}{AD} \) に対する円周角なので,
 \( ∠ABD=∠ACD=44° \)
直径 \( AP \) に対する円周角なので,
 \( ∠ABP=90° \)
であり,
 \( ∠DBP=90°-44°=46° \)
\( ∠DBP \) は \( \stackrel{\huge\frown}{DP} \) に対する円周角,
\( ∠DOP \) は \( \stackrel{\huge\frown}{DP} \) に対する中心角なので,
 \( ∠DOP=2∠DBP \)
     \( =2 \times 46° \)
     \( =92° \)

弧の長さは中心角の大きさに比例するので,
 \( \stackrel{\huge\frown}{ DP }=2 \pi{} \times 9 \times \dfrac{92°}{360°} \)
   \( =18 \pi{} \times \dfrac{23}{90} \)
   \( =\dfrac{23}{5}\pi{} \; (cm) \)