中学校・中3・図形

三平方の定理の練習問題

直角三角形で a² + b² = c² を使い、長さや距離を求められる。

考え方

直角三角形の3辺の関係 a2+b2=c2a^{2} + b^{2} = c^{2}(三平方の定理)を使って、直接測れない長さや、2地点の直線距離を求められるようになります。はしごの届く高さ、画面の対角線の長さ、地図上の距離などで使います。

斜辺
直角三角形で、直角の向かい側にある辺。3辺のうちでいちばん長い辺です。
三平方の定理
直角をはさむ2辺を a、b、斜辺を c とすると、a2+b2=c2a^{2} + b^{2} = c^{2} が成り立つという定理(ピタゴラスの定理)。

直角をはさむ2辺が 3 と 4 の直角三角形では、斜辺は 5 です。32+42=9+16=25=523^{2} + 4^{2} = 9 + 16 = 25 = 5^{2} が成り立っています。

図のように各辺を1辺とする正方形をかくと、小さい2つの正方形の面積の和が、斜辺の正方形の面積と等しくなります。どんな直角三角形でも成り立つ、これが三平方の定理です。

斜辺を求めるときは c=a2+b2c = \sqrt{a^{2} + b^{2}}、直角をはさむ辺を求めるときは b=c2−a2b = \sqrt{c^{2} - a^{2}}(斜辺の2乗から引く)です。どの辺が斜辺かを、最初に必ず確かめます。

東へ a、北へ b 進んだ地点までの直線距離は、東西と南北が直角に交わるので a2+b2\sqrt{a^{2} + b^{2}} です。答えの √ の中に平方数の因数があれば、外に出して簡単にします。

直角をはさむ辺が 3 と 4、斜辺が 5 の直角三角形。各辺を1辺とする正方形がかかれ、面積は 9、16、25。3²=94²=165²=25
直角をはさむ辺が 3 と 4、斜辺が 5 の直角三角形。各辺を1辺とする正方形の面積は 9、16、25 で、9+16=259 + 16 = 25 になっています。

ポイント

a2+b2=c2a^{2} + b^{2} = c^{2}(c は斜辺)

斜辺: c=a2+b2c = \sqrt{a^{2} + b^{2}}、ほかの辺: b=c2−a2b = \sqrt{c^{2} - a^{2}}

横に a、縦に b 離れた2点の距離 =a2+b2= \sqrt{a^{2} + b^{2}}

解き方の手順

  1. 直角がどこにあるかを見つけ、直角三角形をつくります。
  2. 斜辺(直角の向かい側、いちばん長い辺)がどれかを確かめます。
  3. 斜辺を求めるなら2辺の2乗を足し、ほかの辺を求めるなら斜辺の2乗から引きます。
  4. √ をとり、√ の中の平方数を外に出して簡単にします。

例

長さ 7 m のはしごを、下の端が壁から 3 m 離れるように立てかけます。はしごの上の端は、床から何 m の高さにありますか?

  1. 床と壁は直角で、斜辺ははしご(7 m)です。
  2. 高さを h m とすると 32+h2=723^{2} + h^{2} = 7^{2}
  3. h2=49−9=40h^{2} = 49 - 9 = 40
  4. h=40=4×10=210h = \sqrt{40} = \sqrt{4 \times 10} = 2\sqrt{10}
  5. 答え: 2102\sqrt{10} m(約 6.3 m)

よくある間違い

練習問題でこの間違い方をしたときは、その場でお伝えします。

  • 斜辺の取り違え三平方の定理で、斜辺でない辺を c として計算する。c は直角の向かい側の辺(斜辺、いちばん長い辺)です。

見る

計算例

地図上で、取引先は営業所から東へ 5 km、北へ 2 km の位置にあります。

東への距離
5km
北への距離
2km

問い営業所から取引先までの直線距離は何 km ですか?(√ を使って正確に答えましょう)

途中の式

  1. 東と北は直角に交わるので、直角をはさむ2辺が 5 km と 2 km の直角三角形の斜辺を求めます。
  2. c2=52+22=29c^2 = 5^{2} + 2^{2} = 29
  3. c=29c = \sqrt{29}

答え直線距離は 29\sqrt{29}

一緒にやる

小さく分けて、一緒に解く

1つずつ答えを確かめながら進みます。間違えても大丈夫です。

地図上で、取引先は営業所から東へ 7 km、北へ 2 km の位置にあります。

営業所から取引先までの直線距離は何 km ですか?(√ を使って正確に答えましょう)

小さな問いに分けて、1つずつ一緒に進めます。

ステップ 1 / 2

直線距離(斜辺)を c km とすると、c2c^2 はいくつですか?

分数は 3/4、ルートは √3(または sqrt(3))、累乗は 2^3、円周率は π と入力できます。

読み取り:(入力すると、ここに数式で表示されます)

自分でやる

練習問題

数字は毎回変わります。2〜3問続けて解けたら、次の単元や元のレッスンに進みましょう。

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分からないところがあったら前提まで戻り、分かったら使う先へ進みましょう。

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