平行四辺形の面積はなぜ底辺×高さ?÷2不要の理由と高さを完全攻略
平行四辺形の面積はなぜ底辺×高さ?÷2不要の理由と高さを完全攻略の疑問点について、専門知識を取りまとめてご紹介します。
理解を確固たる定着へと導くため、典型的な良問を厳選して解説します。頭の中で図形を思い描きながら解き進めてみてください。
【問1:基本問題(斜辺のダミー数値に惑わされない)】
平行四辺形ABCDにおいて、底辺BCの長さが7cm、辺ABの長さが5cm、頂点Aから底辺BCに下ろした垂線の長さが4cmです。この平行四辺形の面積を求めなさい。
【解答と解説】
正解:28cm²
底辺は7cm、それに対する高さは垂直に交わる4cmです。辺ABの「5cm」は斜辺であり、面積計算には使いません。したがって、$7 \times 4 = 28\text{cm}^2$ となります。ダミーの数値に惑わされないことが鉄則です。
【問2:外側の高さ問題(補助線を使う応用)】
底辺の長さが4cmの平行四辺形があります。傾きが強いため図形の内部に垂線が引けず、底辺を外側に3cm延長した地点へ上の頂点から下ろした垂線の長さが6cmでした。この平行四辺形の面積を求めなさい。
【解答と解説】
正解:24cm²
延長した「3cm」は高さを測るための補助線であり、底辺の長さに加えてはいけません。底辺はもともとの4cm、高さは垂直に下りた6cmですから、計算式は $4 \times 6 = 24\text{cm}^2$ となります。($(4+3) \times 6$ としないよう厳重に注意してください)。
【問3:高校レベル(角度を使う問題)】
隣り合う2辺の長さが6cmと8cmで、その挟む角が$30^\circ$である平行四辺形の面積を求めなさい。
【解答と解説】
正解:24cm²
高校数学Ⅰの三角比の公式 $S = ab \sin\theta$ を使用します。
$S = 8 \times 6 \times \sin 30^\circ = 48 \times \frac{1}{2} = 24\text{cm}^2$ となります。底辺を8cmと置いたとき、高さが $6 \times \sin 30^\circ = 3\text{cm}$ になるという構造です。