第81回 算数問題 (11月12日〜12月4日)
三角錐OABCがあり、OA=OB=OC=8 BC=CA=AB=4となっています。
辺OB,OC上にそれぞれ点P,Qを取り、 L=AP+PQ+QAとします。
Lの最小値はいくらになるでしょうか
上図のように底面のない展開図を描くと A,P,Q,A'が一直線になっているときが最小であることがわかる。
三角形OAPと三角形OA'Qは合同であるから OP=OQ
合同の理由 三角形OABと三角形OA'Cが合同であるから OA=OA'
OA=OA'から 三角形OAA'は二等辺三角形となり 角OAB=角OA'Q
三角形OABと三角形OA'Cが合同であるから 角AOB=角A'OQ
よって三角形OPQは二等辺三角形であり 三角形OPQと三角形OBCは相似であるから
BCとPQは平行となる
角APB=角OPQ=角OBC=角ABPであるから 三角形ABPは三角形OABと相似な二等辺三角形となっており
OA:AB=AB:BPより 8:4=4:BP となり BP=2
三角形OPQと三角形OBCについて OP:OB=PQ:BCより 6:PQ=8:4 となり PQ=3
以上より AA'=AP+PQ+QA'=AB+3+A'C=4+3+4=11