メインコンテンツへスキップ
教材きょうざい一覧いちらんもど
数検すうけん3きゅう

さん平方へいほう定理ていり平面へいめん空間くうかんへの応用おうよう

最終さいしゅう確認かくにん:

このしょうまなぶこと

ちゅう3 の最後さいごをかざる 三平方の定理さんへいほうのていり (ピタゴラスの定理ていり) をまなびます。 直角ちょっかく三角形さんかくけいへんながさをもとめる、 図形ずけいでいちばん強力きょうりょく道具どうぐです。

  • 三平方の定理さんへいほうのていり意味いみ
  • 特別とくべつ直角ちょっかく三角形さんかくけいへん
  • 平面図形へいめんずけいへの応用おうよう (対角線たいかくせんたかさ)
  • 空間くうかん図形ずけいへの応用おうよう (直方体ちょくほうたい対角線たいかくせんなど)

ポイント: 直角ちょっかく三角形さんかくけいたらさん平方へいほうさん平方へいほう使つかうために直角ちょっかく三角形さんかくけいをつくる。 この 2 つが図形ずけい問題もんだい王道おうどうです。

1. さん平方へいほう定理ていり

直角ちょっかく三角形さんかくけいで、 直角ちょっかくをはさむ 2 へんa,ba, b斜辺しゃへん (直角ちょっかくかいのへん) を cc とすると、

a2+b2=c2a^2 + b^2 = c^2

例題れいだい: 直角ちょっかくをはさむ 2 へん3344直角ちょっかく三角形さんかくけいで、 斜辺しゃへんながさをもとめよ。

c2=32+42=9+16=25    c=5c^2 = 3^2 + 4^2 = 9 + 16 = 25 \;\Rightarrow\; c = 5

検算けんざん: 32+42=25=523^2 + 4^2 = 25 = 5^2つ。 斜辺しゃへん55

例題れいだい: 斜辺しゃへん1313、 1 へん55直角ちょっかく三角形さんかくけいで、 のこりのへんもとめよ。

b2=13252=16925=144    b=12b^2 = 13^2 - 5^2 = 169 - 25 = 144 \;\Rightarrow\; b = 12

検算けんざん: 52+122=25+144=169=1325^2 + 12^2 = 25 + 144 = 169 = 13^2つ。

大事だいじ: 斜辺しゃへんはつねにいちばんながへんで、 c2=a2+b2c^2 = a^2 + b^2左辺さへん斜辺しゃへん です。 どのへん斜辺しゃへんかをまちがえないこと。

2. 特別とくべつ直角ちょっかく三角形さんかくけい

つぎの 2 つの暗記あんきしておくとはやいです。

三角形さんかくけい角度かくどへん
直角ちょっかく二等辺三角形にとうへんさんかくけい45°,45°,90°45°, 45°, 90°1:1:21 : 1 : \sqrt{2}
三角さんかく定規じょうぎかたち30°,60°,90°30°, 60°, 90°1:3:21 : \sqrt{3} : 2

例題れいだい: 1 へん44正方形せいほうけい対角線たいかくせんながさをもとめよ。

正方形せいほうけい対角線たいかくせん直角ちょっかく二等辺三角形にとうへんさんかくけい斜辺しゃへんなので、

4×2=424 \times \sqrt{2} = 4\sqrt{2}

検算けんざん: さん平方へいほうたしかめると 42+42=32=42\sqrt{4^2 + 4^2} = \sqrt{32} = 4\sqrt{2}一致いっちする。

3. 平面図形へいめんずけいへの応用おうよう

例題れいだい: 2 点A(1,2)A(1, 2)B(4,6)B(4, 6)距離きょりもとめよ。

xx41=34 - 1 = 3yy62=46 - 2 = 4。 これを直角ちょっかくをはさむ 2 へんて、

AB=32+42=25=5AB = \sqrt{3^2 + 4^2} = \sqrt{25} = 5

検算けんざん: 32+42=253^2 + 4^2 = 2525=5\sqrt{25} = 5ただしい。

4. 空間くうかん図形ずけいへの応用おうよう

直方体ちょくほうたい対角線たいかくせんは、 さん平方へいほうを 2 かい使つかってもとめます。 縦aa、 横bbたかcc直方体ちょくほうたい対角線たいかくせん\ell は、

=a2+b2+c2\ell = \sqrt{a^2 + b^2 + c^2}

例題れいだい: 縦22、 横33たか66直方体ちょくほうたい対角線たいかくせんながさをもとめよ。

=22+32+62=4+9+36=49=7\ell = \sqrt{2^2 + 3^2 + 6^2} = \sqrt{4 + 9 + 36} = \sqrt{49} = 7

検算けんざん: 4+9+36=494 + 9 + 36 = 4949=7\sqrt{49} = 7ただしい。

ポイント: 直方体ちょくほうたい対角線たいかくせんは、 まず底面ていめん対角線たいかくせん (a2+b2\sqrt{a^2 + b^2}) をもとめ、 それを 1 へんたかcc をもう 1 へんとする直角ちょっかく三角形さんかくけいでもう一度いちどさん平方へいほう使つかう、 とかんがえると a2+b2+c2\sqrt{a^2 + b^2 + c^2} になります。

どうわれるか

  • いちでは 「直角ちょっかく三角形さんかくけいのこりのへん」 「正方形せいほうけい対角線たいかくせん」 など、 定理ていりをそのまま使つか計算けいさんます。
  • では 「円周角えんしゅうかくでつくった直角ちょっかく三角形さんかくけいさん平方へいほう」 「角錐かくすい円錐えんすいたかさや体積たいせき」 など、 ほかの単元たんげん組み合わせくみあわせ応用おうようわれます。

よくまちがえるところ

三平方の定理さんへいほうのていりは、 どのへん斜辺しゃへんりちがえると答えこたえがまるごとずれます。

まちがいれいなおかた
斜辺しゃへんりちがえてしきてる斜辺しゃへん 13、 1 へん 5 の三角形さんかくけいで 13² + 5² = 194 を計算けいさんする斜辺しゃへんしき右側みぎがわ。 13² - 5² = 144 でのこりのへんは 12
2 じょうをはずすときにたしさんにしてしまう3² + 4² = 25 から c = 3 + 4 = 7 とするc² = 25 なので c = √25 = 5
根号こんごうなか簡単かんたんにせずにこたえる正方形せいほうけいの 1 へん 4 の対角線たいかくせんを √32 でめる4√2 までなお
空間くうかん図形ずけいさん平方へいほうを 1 かいしか使つかわない直方体ちょくほうたい対角線たいかくせん底面ていめん対角線たいかくせんおなじにする底面ていめん対角線たいかくせんしてからもう一度いちど使つか

いちばんおおいのは 斜辺しゃへんりちがえ です。 斜辺しゃへん直角ちょっかくかいがわにあるへんで、 かならず 3 へんのうちいちばんながくなります。 答えこたえたら 「もとめたへん斜辺しゃへんよりみじかいか」 をるだけで、 おおくのミスにづけます。 うえれいで 194 の平方根へいほうこんはおよそ 13.9 で、 斜辺しゃへん 13 よりながくなってしまうので、 その時点じてんでおかしいとかります。

さん平方へいほう定理ていり使つか手順てじゅん

順番じゅんばんやることれい (たて 2、 よこ 3、 たかさ 6 の直方体ちょくほうたい対角線たいかくせん)
1直角ちょっかく三角形さんかくけいなかつける (なければつくる)底面ていめん長方形ちょうほうけい対角線たいかくせんをひく
2どのへん斜辺しゃへんかをめる底面ていめんでは底面ていめん対角線たいかくせん斜辺しゃへん
3a² + b² = c² にあてはめる2² + 3² = 13
4平方根へいほうこんをとってながさを底面ていめん対角線たいかくせんは √13
5空間くうかんならそのへんたかさでもう一度いちど 1 から 4 をおこな(√13)² + 6² = 13 + 36 = 49
6根号こんごう簡単かんたんにし、 斜辺しゃへんがいちばんながいかたしかめる√49 = 7。 2, 3, 6 のどれよりなが自然しぜん

45°, 45°, 90° の直角ちょっかく二等辺三角形にとうへんさんかくけいは 1 : 1 : √2、 30°, 60°, 90° の三角形さんかくけいは 1 : √3 : 2 です。 このおぼえていれば手順てじゅん 3・4 をはぶけますが、 どのへんが 2 にあたるかたしかめてから使つかいましょう。 30°, 60°, 90° では 2 にあたるのが斜辺しゃへん、 √3 にあたるのが 60° のかいがわへんです。

大事だいじ: 直方体ちょくほうたい対角線たいかくせんは √(a² + b² + c²) にまとまりますが、 これはさん平方へいほうを 2 かい使つかった結果けっかです。 意味いみ理解りかいしておくと、 角錐かくすい円錐えんすいたかさをもとめるときにもおなかんがかた使つかえます。

自分じぶんでチェック

  • 三平方の定理さんへいほうのていり a² + b² = c² の c が斜辺しゃへんだとえる
  • 斜辺しゃへんがいちばんながへんであることを使つかって答えこたえたしかめられる
  • c² から c をもとめるとき平方根へいほうこんをとれる
  • 1 : 1 : √2 と 1 : √3 : 2 のをどのかく対応たいおうさせるかえる
  • 直方体ちょくほうたい対角線たいかくせんさん平方へいほうを 2 かい使つかってもとめられる

まとめ

  • 三平方の定理さんへいほうのていり: a2+b2=c2a^2 + b^2 = c^2 (cc斜辺しゃへん)
  • 特別とくべつ: 1:1:21:1:\sqrt{2}1:3:21:\sqrt{3}:2
  • 座標ざひょうじょうの 2 てんかん距離きょりさん平方へいほう
  • 直方体ちょくほうたい対角線たいかくせんa2+b2+c2\sqrt{a^2 + b^2 + c^2}

しょうでは、 確率かくりつ・データの活用かつよう標本調査ひょうほんちょうさまなびます。

この教材きょうざいやくちましたか?
がくしゅうロードマップ(10けん
  1. 1すうけん3きゅうとは — 出題しゅつだい範囲はんい合格ごうかく基準きじゅん対策たいさくすすかた
  2. 2正負せいふかず文字もじしきしき計算けいさん
  3. 3平方根へいほうこん根号こんごう計算けいさん有理ゆうり大小だいしょう
  4. 4しき展開てんかい因数いんすう分解ぶんかい
  5. 5方程式ほうていしきいち連立れんりつ方程式ほうていしきかい公式こうしき
  6. 6関数かんすう比例ひれい反比例はんぴれいいち関数かんすう・y=ax²
  7. 7図形ずけい合同ごうどう相似そうじ円周えんしゅうかく角度かくど
  8. 8さん平方へいほう定理ていり平面へいめん空間くうかんへの応用おうよう
  9. 9確率かくりつ・データの活用かつよう標本ひょうほん調査ちょうさ
  10. 10(数理すうり技能ぎのう)対策たいさく文章ぶんしょうだい特有とくゆう問題もんだい

このしょうれんしゅう

ほかのぶんれんしゅうもチェック

いちもんいっとう

しき計算けいさんいちもんいちとう

正負せいふかず文字もじしきしき計算けいさん確認かくにんするいちもんいちとうです。

いちもんいっとう

平方根へいほうこんいちもんいちとう

平方根へいほうこん(根号こんごう計算けいさん有理ゆうり大小だいしょう)を確認かくにんするいちもんいちとうです。

いちもんいっとう

展開てんかい因数いんすう分解ぶんかいいちもんいちとう

しき展開てんかい因数いんすう分解ぶんかい確認かくにんするいちもんいちとうです。

いちもんいっとう

方程式ほうていしきいちもんいちとう

いち連立れんりつ方程式ほうていしき確認かくにんするいちもんいちとうです。

いちもんいっとう

関数かんすういちもんいちとう

いち関数かんすう・y=ax²・変化へんか割合わりあい確認かくにんするいちもんいちとうです。

いちもんいっとう

図形ずけい(相似そうじ円周えんしゅうかく) いちもんいちとう

相似そうじ円周えんしゅうかく角度かくど確認かくにんするいちもんいちとうです。

いちもんいっとう

確率かくりつ統計とうけいいちもんいちとう

確率かくりつ・データの活用かつよう標本ひょうほん調査ちょうさ確認かくにんするいちもんいちとうです。

いちもんいっとう

文章ぶんしょうだい特有とくゆう問題もんだいいちもんいちとう

はやさ・割合わりあい規則きそくせいなどの文章ぶんしょうだい確認かくにんするいちもんいちとうです。

もんだいしゅう

すうけん3きゅう総合そうごう問題もんだいしゅう

すうけん3きゅうレベル(中学ちゅうがく3ねん程度ていど)のぜん範囲はんいほん試験しけん形式けいしきでまとめて確認かくにんする総合そうごう問題もんだいしゅうです。いち(計算けいさん技能ぎのう)相当そうとう20もん(数理すうり技能ぎのう)相当そうとう20もんけい40もんちからだめし。