大学入試センター試験 2015年(平成27年) 本試 数学ⅠA 第6問 解説

解説

図A
大学入試センター試験2015年本試 数学ⅠA第6問 解説図A

$\mathrm{CE}\cdot \mathrm{CB}$と、線分の長さのかけ算の形を聞かれているから、まず方べきの定理を考えよう。

図Aで△$\mathrm{ABD}$の外接円に注目すると、方べきの定理より、
$\mathrm{CE}\cdot \mathrm{CB}=\mathrm{CA}\cdot \mathrm{CD}$式A
$\mathrm{CE}\cdot \mathrm{CB}$$=5\cdot 2$
$\mathrm{CE}\cdot \mathrm{CB}$$=10$

解答ア:1, イ:0

$\mathrm{CB}=\sqrt{5}$なので、式Aより
$\left(\mathrm{B}\mathrm{E}+\sqrt{5}\right)\cdot\sqrt{5}=10$
$\mathrm{BE}=\sqrt{5}$

解答ウ:5

点$\mathrm{B}$は$\mathrm{CE}$の中点だということが分かった。
なので、△$\mathrm{ACE}$の重心$\mathrm{G}$は線分$\mathrm{AB}$上にある。
で、重心で真っ先に思い出すのは、$2:1$だよね。
$\mathrm{AG}:\mathrm{GB}=2:1$なので、
$\displaystyle \mathrm{AG}=\frac{2}{3}\mathrm{AB}$
$\displaystyle \mathrm{AG}$$\displaystyle =\frac{10}{3}$

解答エ:1, オ:0, カ:3


ここでいったん整理しよう。図Aに、ここまでで分かったことを書き込むと、図Bのようになる。

図B
大学入試センター試験2015年本試 数学ⅠA第6問 解説図B

キクは、辺の比率を分数の形で聞かれてるから、チェバかメネラウスだ。この場合は、△$\mathrm{CDE}$を直線$\mathrm{AB}$が斜めに切っているから、メネラウスを使おう。

△$\mathrm{CDE}$と直線$\mathrm{AB}$でメネラウスの定理を考えると、
$\displaystyle \frac{\mathrm{E}\mathrm{B}}{\mathrm{B}\mathrm{C}}\cdot\frac{\mathrm{C}\mathrm{A}}{\mathrm{A}\mathrm{D}}\cdot\frac{\mathrm{D}\mathrm{P}}{\mathrm{P}\mathrm{E}}=1$
これに分かっている値を代入して、
$\displaystyle \frac{\sqrt{5}}{\sqrt{5}}\cdot\frac{5}{3}\cdot\frac{\mathrm{D}\mathrm{P}}{\mathrm{P}\mathrm{E}}=1$
$\displaystyle \frac{\mathrm{D}\mathrm{P}}{\mathrm{E}\mathrm{P}}=\frac{3}{5}$

解答キ:3 ,ク:5

問題文より△$\mathrm{ABC}$∽△$\mathrm{ECD}$であり、△$\mathrm{ABC}$は$\mathrm{AB}=\mathrm{AC}$の二等辺三角形なので、
$\mathrm{DE}=\mathrm{CE}$
よって、
$\mathrm{DE}=2\sqrt{5}$

解答ケ:2, コ:5

①より $\displaystyle \frac{\mathrm{D}\mathrm{P}}{\mathrm{E}\mathrm{P}}=\frac{3}{5}$ なので、
$\mathrm{EP}:\mathrm{DP}=5:3$
$\displaystyle \mathrm{EP}=\frac{5}{8}\mathrm{DE}$
これに②を代入して、
$\displaystyle \mathrm{EP}=\frac{5}{8}\cdot 2\sqrt{5}$
$\displaystyle \mathrm{EP}$$\displaystyle =\frac{5\sqrt{5}}{4}$
となる。

解答サ:5, シ:5, ス:4