【数学A】図形の性質05:三角形の重心

図形の性質
さん
さん

今日の板書はこれ!

三角形の重心

■ 中線
三角形の頂点と、それに向かい合う辺の中点を結ぶ線分を中線という。

■ 重心
三角形の3本の中線は1点で交わる。その交点を重心という。

■ 重心の性質
重心は各中線を 2:1 に内分する。

例題1

点Gは△ABCの重心であり、中線ADについて AD=6,DC=5 である。線分BD,AGの長さを求めよ。


▼ 解答

ADは中線であるから、DはBCの中点である。

よって BD=DC=5

Gは重心であるから AG:GD=2:1

よって \(\mathrm{AG}=6\times \frac{2}{3}=\color{#EE4656}{4}\)

生徒
生徒

もっと詳しく願いします!!

現役教員として数学を教えている「さん」と申します。

「人より勉強に時間がかかる」と感じていませんか?私の学校にも、同じ悩みを抱えて苦しんでる生徒がたくさんいます。

「教科書や参考書の内容がわからなくて、読むのに時間がかかる」「解答の意味が理解できず、勉強が進まない」教科書や参考書の内容を理解するには、「自分なりに噛み砕いて考える力」が必要です。

でも大丈夫!このサイトでは、私が受けた質問や、つまずきポイントをもとに、わかりやすく解説していきます。

意味から理解し、噛み砕き方をマスターしましょう!!

さん
さん

勉強してるのに点が取れない人は、こっちも読んでみて!

重心Gがあるとき、AGの長さは?

例題1

点Gは△ABCの重心である。線分BD,AGの長さを求めよ。

例題1の図:重心Gと中線AD=6、DC=5
生徒
生徒

重心って「三角形のバランスがとれる点」って聞いたことがあります。でも、長さとどう関係するんですか?

さん
さん

重心は「3本の中線の交点」だよ。この点は中線を決まった比に分けるから、その比を使えば長さが求められるよ!

重心とは?

三角形の頂点と、それに向かい合う辺の中点を結ぶ線分を中線といいます。

たとえば、辺BCの中点をDとすると、線分ADが中線です。

辺BCの中点Dと頂点Aを結ぶ線分ADが中線

三角形には中線が3本ありますが、3本は必ず1点で交わります。

この交点を重心といい、ふつうGで表します。

三角形の3本の中線と重心G

では、重心にはどんな性質があるのでしょうか。

重心は、どの中線も頂点の側から 2:1 に内分します。

具体的な三角形で、長さを求めてみましょう。

中線ADの長さが9の三角形で、重心をGとします。

AG:GD=2:1 なので、AGは中線AD全体の \(\frac{2}{3}\)、GDは \(\frac{1}{3}\) です。

\(\mathrm{AG}=9\times\frac{2}{3}=\color{#45A3DA}{6}\)  \(\mathrm{GD}=9\times\frac{1}{3}=\color{#E9548E}{3}\)

中線AD=9の上で重心GがAG=6、GD=3に分ける図

辺BC,CAの中点をそれぞれD,Eとし、中線ADとBEの交点をGとします。

証明の図:中点連結定理で三角形GABと三角形GDEが相似

中点連結定理より、DEはABに平行で、長さはABの半分です。

DEとABが平行なので、△GABと△GDEは相似になります。

相似比は AB:DE=2:1 なので、AG:GD=2:1,BG:GE=2:1 となります。

中線CFについても同じように考えると、ADを 2:1 に内分する点で交わることが分かります。

よって、3本の中線は同じ点Gで交わり、Gはどの中線も 2:1 に内分します。

最初の問題を解こう

例題1

点Gは△ABCの重心である。線分BD,AGの長さを求めよ。

例題1の図:重心Gと中線AD=6、DC=5

ADは中線なので、DはBCの中点です。

よって、BDはDCと同じ長さになります。

BD=DC=5

次にAGです。

重心Gは中線ADを 2:1 に内分するので、AGはAD全体の \(\frac{2}{3}\) です。

\(\mathrm{AG}=6\times \frac{2}{3}=\color{#EE4656}{4}\)

さん
さん

重心が出てきたら、中線と2:1をセットで思い出そう!

練習問題

練習1

△ABCの重心をGとし、点Gから直線BCに下ろした垂線をGK、点Aから直線BCに下ろした垂線をAHとする。

(1) GK:AH を求めよ。

(2) △GBC:△ABC を求めよ。

練習1の図:重心Gと垂線GK、AH
答えを見る

(1) 辺BCの中点をDとすると、Gは中線AD上にあり AG:GD=2:1

よって DG:DA=1:3

練習1の答えの図:中線ADとGK、AH

GKとAHはどちらもBCに垂直であるから、GKとAHは平行である。

よって GK:AH=DG:DA=1:3

(2) △GBCと△ABCは底辺BCが共通であるから、面積の比は高さの比に等しい。

よって △GBC:△ABC=GK:AH=1:3

まとめ:三角形の重心

さん
さん

さて、今回のまとめだよ!

三角形の重心

■ 中線
三角形の頂点と、それに向かい合う辺の中点を結ぶ線分を中線という。

■ 重心
三角形の3本の中線は1点で交わる。その交点を重心という。

■ 重心の性質
重心は各中線を 2:1 に内分する。

生徒
生徒

また一つ賢くなった!

さん
さん

一人だと続かない人は、こんな方法もあるよ!

↑前の記事↑

↑次の記事↑