合同と相似

三角形の相似 基本の2つ:ピラミッドとリボン型|小学生の算数【図形】

図形問題を解くとき、「平行な線」は大事な目印になります。

大きな三角形の中に、底辺と平行な線を1本引いてみます。すると、内側に小さな三角形が現れます。

大きさは変わっていますが、同位角錯角のきまりによって、対応する角の大きさはすべてそろったままです。

角がすべて等しく、辺の比もそろっている関係を相似(そうじ)といいます。

その相似な三角形が決まった形で現れるのが、「ピラミッド型」と「リボン型」です。

どちらも図形問題でくり返し出てくる定番の形で、見分けられるようになると問題を整理しやすくなります。

重なりの中に隠れた「ピラミッド型」

大きな三角形ABCの内部に底辺BCと平行な線分DEを引いたピラミッド型相似の図

共通の角と「同位角」のきまり

大きな三角形ABCの内部に、底辺BCと平行な線分DEを1本引くと、そこに小さな三角形ADEが現れます。これが「ピラミッド型」です。図形問題でよく見かける形のひとつです。

2本の線が平行であるとき、同じ位置にある角(同位角)の大きさは等しくなります。

そのため、角ADEと角ABC、角AEDと角ACBはそれぞれ同じ角度になります。

一番上の角Aは2つの三角形で共通です。すべての角の大きさが一致するため、三角形ADEと三角形ABCは相似な関係にあります。

大きな三角形をそのまま小さくした形です。

向かい合わせに隠れた「リボン型」

上下に平行な2本の線を交差する線でつなぎ中央の点Eで交わるリボン型相似の図

向かい合う角と「錯角」のきまり

上下に平行な2本の線(線分ABと線分CD)があり、それらを交差する線でつなぐと、中央の点Eで交わる「リボン型」が現れます。ピラミッド型と並んで、よく出てくる形です。

平行な線に斜めの線が交わるとき、Zの字を描くように位置する角(錯角)の大きさは等しくなります。

この性質により、角BAEと角CDE、角ABEと角DCEはそれぞれ同じ角度になります。

さらに、中央で向かい合った角E(対頂角)も等しいため、上下の三角形はすべての角の大きさが同じになり、相似な関係が成り立っています。

ポイント

  • 平行な線が引かれることで、角の大きさを保ったまま「相似」ができる。
  • ピラミッド型は、底辺と平行な線によって「同位角」が等しくなる。
  • リボン型は、上下の平行な線によって「錯角」が等しくなる。

練習問題

【練習問題】①

下の図で、横に引いた2本の直線は平行です。50°の角がわかっているとき、㋐の角は何度ですか?

三角形の内部に底辺と平行な線を引き、下の角に50度、内側の角に㋐を示したピラミッド型の図

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答え:50°

下の2本の直線が平行なので、同じ位置にある角(同位角)は等しくなります。50°の角と㋐は同位角の関係にあるので、㋐も50°です。

【練習問題】②

下の図で、上下の2本の直線は平行です。35°の角がわかっているとき、㋐の角は何度ですか?

上下の平行な直線を斜めの線で交差させ、上の角に35度、向かい合う下の角に㋐を示したリボン型の図

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答え:35°

上下の直線が平行なので、Zの形に位置する角(錯角)は等しくなります。35°の角と㋐は錯角の関係にあるので、㋐も35°です。

【練習問題】③

下の図で、横に引いた2本の直線は平行です。㋐の角は何度ですか?

三角形の頂角に70度、内側の角に60度、右下の角に㋐を示したピラミッド型の図

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答え:50°

内側の小さな三角形に注目すると、3つの角の和は180°なので、70°と60°のほかの1つの角は50°になります。この角と㋐は同位角の関係にあるので、㋐も50°です。

【練習問題】④

下の図で、横に引いた2本の直線は平行です。図のような長さのとき、㋐の長さは何cmですか?

三角形の左の辺に4cmと2cm、底辺に9cm、底辺と平行な内側の線に㋐を示した図

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答え:6cm

2本の直線が平行なので、内側の三角形と大きい三角形は相似です。左の辺は上が4cm、下が2cmで、合わせると6cmになります。

相似な三角形では辺の比がそろうので、内側と外側の比は 4:6=2:3 です。いちばん下の辺が9cmなので、㋐はその 2/3 にあたる6cmになります。

まとめ

図形の中に「平行な関係にある線」を見つけたら、それは相似な三角形を探す合図です。

どの線とどの線が平行で、それによってどの角が等しくなっているのか。このつながりに気づくと、どの三角形とどの三角形が相似なのかが見えてきます。

ピラミッド型は「同位角」、リボン型は「錯角」。それぞれの角の関係を手がかりにしながら、図形の中から同じ形の三角形を探してみてください。

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