2026年1月21日水曜日

三角形の相似条件を3つ教えてください 。また身近に使える相似の例 、どんなことで使えるのか、具体的に 例を2つ上げてください。

 三角形が「形は同じで、大きさだけが違う(拡大・縮小の関係)」とき、その2つの三角形は相似であると言います。

まずは、相似になるための3つの条件を整理し、その後に身近な活用例を2つご紹介します。


1. 三角形の相似条件(3つ)

2つの三角形が相似であることを証明するには、以下のいずれか1つが成り立つ必要があります。

  1. 3組の辺の比がすべて等しい

    • 対応する3組の辺の長さの比がすべて一致する場合です(例:すべて $1:2$ など)。

  2. 2組の辺の比とその間の角がそれぞれ等しい

    • 2つの辺の比が同じで、その2辺に挟まれた角度が同じ場合です。

  3. 2組の角がそれぞれ等しい

    • 2つの角が等しければ、自動的に残りの1角も等しくなるため、形が確定します。実務や問題で最もよく使われる条件です。


2. 身近に使える相似の例

相似の考え方を使うと、「直接測るのが難しいもの」の長さを計算で出すことができます。

例①:影を使って「高い木の高さ」を測る

木や建物の高さを直接メジャーで測るのは大変ですが、地面にできる影の長さを利用すれば簡単に計算できます。

  • 仕組み: 太陽の光は平行に差し込むため、「木とその影」が作る直角三角形と、「手元の棒とその影」が作る直角三角形は、2組の角がそれぞれ等しいので相似になります。

  • やり方: 1. 長さ1mの棒を垂直に立て、その影の長さを測る(例:$1.5\text{m}$ だったとする)。

    2. 木の影の長さを測る(例:$6\text{m}$ だったとする)。

    3. 相似比を利用して計算する。

    $$1 : 1.5 = \text{木の値} : 6$$
    $$\text{高さ} = 1 \times 6 \div 1.5 = 4\text{m}$$

例②:地図や設計図(縮尺)

地図や家の間取り図は、実際の地形や建物を一定の比率で小さくした「相似形」です。

  • 仕組み: 全体の形を崩さずに、すべての辺を同じ比率(縮尺)で縮小しています。

  • やり方:

    1. $1/50,000$ の地図上で、A地点からB地点までが $2\text{cm}$ だったとします。

    2. 実際の間隔は、$2\text{cm} \times 50,000 = 100,000\text{cm} = 1\text{km}$ と計算できます。

  • 活用シーン: スマホのマップで距離を測ったり、家具を買う前に部屋の図面を見て「ここに置けるか」を確認したりする際、私たちは無意識に相似の原理を使っています。

相似を知っていると、手が届かない場所の距離を測ったり、遠くにあるものの大きさを推定したりできるので、測量やデザイン、スポーツの戦術分析など幅広い分野で役立ちます。

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