中3数学:三角形についての証明(合同・相似)

<ポイント>

・証明問題では、合同と相似の証明を合わせてすることがある
・「垂直であること」を証明するには、その2つの直線がなす角が90°であることをいう
・角度が等しいことをいうため、相似を証明する

【例題】
図にある、四角形ABCD・四角形GCEFはともに正方形である。線分EDと線分BGの延長との交点をHとするとき、次の問いに答えなさい。

①△BCG≡△DCEであることを証明しなさい。
②BH⊥EDであることを証明しなさい。
相似証明5
 
 
【解説】
①△BCG≡△DCEであることを証明しなさい。

〔方針〕
問題文から、「正方形を組み合わせた図形」が題材になっていることが分かるので、
「直角(90°)や等しい長さの辺がたくさんあって利用できる」と考えます。

〔証明〕

△BCGと△DCEにおいて、
四角形ABCDと四角形GCEFは正方形であるから、
BC=DC…①
CG=CE…②
∠BCG=∠DCE=90°…③ (←角の大きさが分かっていれば書いておく) 

①、②、③より、
2組の辺とその間の角がそれぞれ等しいので、
△BCG≡△DCE (証明終わり)
 
 
②BH⊥EDであることを証明しなさい。

〔方針〕
「BH⊥ED」というためには、∠DHG=90°となっていることを言えばよい。
(垂直に交わるならば、その2つの直線がなす角が90°であるということ)

また、先に①で求めた合同の関係はヒントになっています、
合同の性質から「対応する角の大きさは等しい」こと使いましょう。
これで、△BCGと△DHGが相似であると証明できれば、∠DHG=90°に言えます。

〔証明〕
△BCGと△DHGにおいて
問題①より、 対応する角の大きさは等しいので、
∠CBG=∠HDG…④
対頂角は等しいので、∠BGC=∠DGH…⑤

④、⑤より 2組の角がそれぞれ等しいので、
△BCG∽△DHG
また、相似な図形の対応する角の大きさは等しいので、
∠BCG=∠DHG=90°
したがって、BH⊥ED (証明終わり)

<まとめ>

・証明問題では、合同と相似の証明を合わせてすることがある
・「垂直であること」を証明するには、その2つの直線がなす角が90°であることをいう
・角度が等しいことをいうため、相似を証明する

 

※ 理解を優先するために、あえて大雑把に書いてある場合があります

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