Math Problem Statement
1辺の長さが20cmの正方形ABCDがあります。点Pは、辺 AB上を毎秒2cmの速さでAからBまで動き、点Qは、線分EC 上を毎秒1cmの速さで辺BCの中点EからCまで動きます。この とき、△PBQの面積が64cm²になるのは、出発してから何秒後で すか。
Solution
問題の概要は、次のようになります:
- 正方形 の1辺の長さは 20 cm。
- 点 は、辺 上を毎秒 2 cm で、点 から点 まで動く。
- 点 は、線分 上を毎秒 1 cm で、点 (辺 の中点、したがって の位置は から 10 cm のところ)から点 まで動く。
点 が辺 上を動き、点 が線分 上を動いている状況で、三角形 の面積が 64 cm² になるのは何秒後かを求めます。
点の位置の設定
- 点 が辺 上を動く場合、時刻 秒後の点 の座標は、 です。ここで、 は時間(秒)です。
- 点 が線分 上を動く場合、時刻 秒後の点 の座標は、 です。点 は点 と点 の中点です。
三角形の面積
三角形の頂点 、、 に対して、三角形の面積 は次の公式で表せます:
ここで、点 の座標 、点 の座標 、点 の座標 を代入して、三角形の面積を 64 cm² とします。
この式を解くと、時刻 を求めることができます。
まず両辺に2をかけて絶対値を取り除くと、
よって、次の2つの式を解きます。
これを解いてみましょう。解いた結果、2つの式のうち、実数解が得られるのは次のものです:
- は負の時間となるため、不適切です。
- 秒。
したがって、正確な解は 秒後、約 14.44秒後 に三角形 の面積が64 cm²になります。
質問や詳細な説明が必要ですか?それとも他の問題に進みますか?
追加の関連質問:
- 三角形の面積公式の別の例を知りたいですか?
- 他の点の動き方でも三角形の面積が64cm²になるケースを考えられますか?
- 変数の扱いについてより深く理解したいですか?
- 線分の中点と動きの関係性をもう少し詳しく説明しましょうか?
- 動点問題における別の典型的な例を見てみますか?
1つのTip:
三角形の面積を求める公式は、幾何的な図形を扱う際、座標の変化による面積の変化を素早く計算できる便利なツールです。
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Math Problem Analysis
Mathematical Concepts
Coordinate Geometry
Kinematics
Quadratic Equations
Formulas
Area of a triangle with coordinates: S = 1/2 | x1(y2 - y3) + x2(y3 - y1) + x3(y1 - y2) |
Solving quadratic equations: ax^2 + bx + c = 0
Theorems
Quadratic Formula
Suitable Grade Level
Grades 10-12