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令和3年 測量士補 No.3 解説|四角形の土地と面積(計算問題)

四角形ABCDの土地について、対角線ACの長さ(ア)と土地の面積(イ)を求める計算問題です。三平方の定理と三角形の面積の合計で求めます。

問題

図3に示すように、四角形ABCDの土地で、∠ABC=90°、∠DAB=105°、辺AB=辺BC=20m、辺AD=30mであった。このとき、対角線ACの長さ(ア)及び四角形ABCDの土地の面積(イ)の組合せとして最も近いものはどれか。次の中から選べ。
ただし、√2=1.41421、√3=1.73205とする。

※ 図3:四角形ABCD(∠ABC=90°、∠DAB=105°、AB=BC=20m、AD=30m)。図は国土地理院の試験問題(PDF)でご確認ください。

ア(AC)イ(面積)
128.284m270.711m²
228.284m322.475m²
334.641m150.000m²
434.641m286.603m²
534.641m350.000m²

正解:2(ア=28.284m、イ=322.475m²)

対角線ACは三平方の定理、面積は四角形を2つの三角形に分けて合計します。

解き方

ア:対角線ACの長さ

三角形ABCは、∠ABC=90°・AB=BC=20mの直角二等辺三角形。三平方の定理より、

AC = √(AB² + BC²) = √(20² + 20²) = √800 = 20√2

  = 20 × 1.41421 = 28.284 m

この時点で、ア=34.641m(=20√3)の選択肢3・4・5は消え、候補は選択肢1か2に絞れます。

イ:四角形ABCDの面積

四角形ABCDを対角線ACで △ABC + △ACD に分けて合計します。

・△ABC=(1/2)×AB×BC=(1/2)×20×20=200 m²

・△ACDは、AC・AD・その間の角から面積を求めます(∠DABから∠CAB=45°を引いた角を利用)。

両者を合計すると、四角形の面積は 約322.475 m² となります。

ア=28.284m、イ≒322.475m² の組合せは 選択肢2。これが正解です。

試験で押さえるポイント

面積問題は、まず確実に求まる量(ここでは直角二等辺三角形の対角線)で選択肢を絞るのが鉄則。√2=1.41421を使った 20√2=28.284 で、半分の選択肢が一気に消えます。残りは面積の概算で判断します。

一問一答

問題:直角をはさむ2辺が20mずつの直角二等辺三角形の斜辺の長さは?

答え:20√2=約28.284m。

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