①
△ABCが進んでいくと
下図❶のように
重なった部分の変化の様子は
最初は①だけからスタートで
次に、①+②
そして、①+②+③
最後に、①+②+③+④
…のように大きくなる
(というイメージで)
追加される②,③,④が
徐々に小さくなるので
面積の「増え方」が減って
グラフの傾きは緩やかになり
△ABCが正方形の右側に
はみ出し始めると
面積の「減り方」が減って
グラフの傾きは緩やかになるので
全体を通して、グラフの傾きは
最初は急な角度で右上がりで
その角度は徐々に水平に近づいて
△ABC全体が正方形内の間は
重なった面積は変化ナシで
グラフはx軸と平行
そして、急な右下がりから
その角度は徐々に水平に近づきます
②は、(3)の問題文には
「△ABCの大きさ」が
書かれてないので
写真だけでは、
答えをもとめられません…が
答えが 4-2√2 、 10-2√2 と
質問文に書いてあるので
AB=AC=4cm と分かります
重なった部分の面積が
△ABCの半分になるのは
下図❷のPQラインで
△PCQ∽△BCAの面積比が
△PCQ:△BCA=1:2なので
相似比は1:√2で
CQ:CA=1:√2は
CQ:4=1√2
CQ×√2=4
CQ=4/√2=2√2なので
QA=CA-CQ=4-2√2
よって、Aが4-2√2進んで
右の部分が重なったときと
さらにAが6cm進んで
もとの位置から
(4-2√2)+6=10-2√2進んで
左の部分が重なったときが
答えになると分かります
なお、△ABCの面積は
4×4÷2=8cm²なので
重なった部分の面積が
8÷2=4cm²になる方程式は
0≦x≦4のとき
「右側の台形」の面積が
{(上底)+(下底)}×(高さ)÷2
{4+(4-x)}×x÷2より
(8-x)x/2=4 の
両辺に2をかけて
(8-x)x=8
8x-x²=8
-x²+8x-8=0
x²-8x+8=0 で
解の公式で
x=4±2√2 だけど
x=4+2√2は
0≦x≦4にあわない
x=4-2√2は問題にあう と
6≦x≦10のとき
「左側の三角形」は
(底辺)×(高さ)÷2
{4-(x-6)}×{4-(x-6)}÷2より
(10-x)²÷2=4 の
両辺に2をかけて
(10-x)²=8
10-x=±√8
-x=-10±2√2
x=10∓2√2 だけど
x=10+2√2は
6≦x≦10にあわない
x=10-2√2は問題にあう
…という計算になります