令和4年度 国立高等専門学校入試問題 2

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AB=6cm,BC=12cm,$\angle$ABC=90° の直角三角形ABCと,FG=6cm,EF=3cmの長方形DEFGがある. 点B,C,E,F は直線 $l$ 上にあり,点Cと点Eは重なっている. 長方形DEFGを固定し,直角三角形ABCを直線 $l$ に沿って矢印の方向に秒速1cmで点Bが点Eに重なるまで移動させる. 移動し始めてから $x$ 秒後に,直角三角形ABCと長方形DEFGが重なる部分の面積 $y$ cm$^2$ とする.

このとき,次の各問いに答えなさい.

(1) $0 \leqq x \leqq 3$ のとき,$x$ と $y$ の関係を式で表すと, $y=\dfrac{\fbox{ア}}{\fbox{イ}} x^2$ である.

ア=1,イ=4

重なる図形は三角形ABCと相似である.
底辺が $x$ のとき,高さは $\dfrac{1}{2}x$ であるから $y=\dfrac{1}{4}x^2$
(2) $x=5$ のとき,$y=\dfrac{\fbox{ウエ}}{\fbox{オ}}$ である.
また,$3 \leqq x \leqq 12$ のとき,$x$ と $y$ の関係を式で表すと, $y=\dfrac{\fbox{カ}}{\fbox{キ}} x - \dfrac{\fbox{ク}}{\fbox{ケ}}$ である.

ウ=2,エ=1,オ=4
カ=3,キ=2,ク=9,ケ=4

ECを底辺とする直角三角形からFCを底辺とする直角三角形を引くと
$\left(5 \times \dfrac{5}{2} \times \dfrac{1}{2}\right) - \left(2 \times \dfrac{2}{2} \times \dfrac{1}{2}\right) = \dfrac{21}{4}$
また,$(1)$ から $x=3$ のとき,$y=\dfrac{9}{2}$ であるので,
$\left(3, \dfrac{9}{2}\right)$ と $\left(5, \dfrac{21}{4}\right)$ を通る直線の式を求めればよい.
$y=ax+b$ に2点を代入して,$a=\dfrac{3}{2}$,$b=-\dfrac{9}{4}$ となる.