平行線と線分の比(中点連結定理)

三角形と平行線でできる線分の比、平行線にはさまれた比、中点連結定理を図でわかりやすく解説。相似を使って辺の長さを求める代表問題が解けるようになります。

このページのゴール

平行線と線分の比・中点連結定理を使って、辺の長さを求められるようになる。

三角形に平行線を引くと、辺が同じ比に分かれます。これは相似の代表的な使いどころ。入試の長さ問題でよく出ます。中点連結定理までまとめて攻略しましょう。

三角形と平行線の比

△ABC で、辺BCに平行な直線が AB、AC を D、E で切るとき、

AD:DB=AE:EC,AD:AB=AE:AC=DE:BCAD:DB=AE:EC,\qquad AD:AB=AE:AC=DE:BC

ABCDEDE∥BC

なぜ比が等しい?(相似だから)

DE∥BC だと、△ADE と △ABC は相似になります(∠A が共通、DE∥BC より同位角が等しい=2組の角)。相似な図形では対応する辺の比が等しいので、AD:AB=AE:AC=DE:BCAD:AB=AE:AC=DE:BC が成り立つのです。

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セナ

平行線を引くと相似な三角形が現れるんだね!

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ホクト先生

そう。「平行 → 同位角・錯角が等しい → 2組の角 → 相似」。平行線を見たら相似を疑う、が合言葉だよ。

辺の長さを求める

例:AD=4, DB=2, AE=6AD=4,\ DB=2,\ AE=6 のとき ECEC は? AD:DB=AE:ECAD:DB=AE:EC より、

4:2=6:EC    4×EC=12    EC=34:2=6:EC \;\Rightarrow\; 4\times EC=12 \;\Rightarrow\; EC=3

理解チェック①

中点連結定理

三角形の2辺の中点を結ぶと、その線分は

やり方

  • 残りの辺(底辺)に平行
  • 長さは底辺の半分
ABCMNMN∥BCMN=½BC

例:BC=10BC=10 なら、中点を結んだ MN=5MN=5

理解チェック②

やってみよう(練習問題)

✏️ やってみよう①(基本:三角形と平行線の比)

AD:DB=AE:ECAD:DB=AE:EC を使い、比例式で求めましょう。

  1. DE∥BC で AD=2, DB=3, AE=4AD=2,\ DB=3,\ AE=4 のとき、ECEC は?
  2. 平行線を見たら、まず何を疑うとよいですか。
答えと解説を見る
  1. AD:DB=AE:ECAD:DB=AE:EC2:3=4:EC2:3=4:EC2×EC=122\times EC=12EC=6EC=6(確かめ:内項×外項 3×4=123\times4=122×6=122\times6=12 で一致 ◎)
  2. 相似(平行線から同位角・錯角が等しくなり、「2組の角が等しい」相似な三角形ができる)。

✏️ やってみよう②(標準:DEの長さ・中点連結定理)

AD:AB=DE:BCAD:AB=DE:BC や、中点連結定理(平行で半分)を使いましょう。

  1. DE∥BC で AD=5, AB=8, BC=16AD=5,\ AB=8,\ BC=16 のとき、DEDE は?
  2. △ABC で、M・N がそれぞれ AB・AC の中点。BC=20BC=20 のとき、MNMN は?
答えと解説を見る
  1. AD:AB=DE:BCAD:AB=DE:BC5:8=DE:165:8=DE:168×DE=808\times DE=80DE=10DE=10(確かめ:内項×外項 8×DE=8×10=808\times DE=8\times10=805×16=805\times16=80 で一致 ◎)
  2. 中点連結定理より MN=12BC=12×20=10MN=\dfrac{1}{2}BC=\dfrac{1}{2}\times20=10MNMNBCBC に平行にもなる。

✏️ やってみよう③(応用:影の長さからビルの高さを求める)

同じ時刻にできる影は、相似な直角三角形になります。「高さ:影の長さ」が一定であることを使いましょう。

  1. ある時刻に、身長 1.51.5 m の人の影が 22 m でした。同じ時刻に、あるビルの影は 2424 m です。このビルの高さは何 m ですか。
答えと解説を見る
  1. 同じ時刻の太陽の光は平行なので、人とビルがつくる直角三角形は相似。「高さ:影の長さ」が等しいので、ビルの高さを xx m とすると 1.5:2=x:241.5:2=x:24
     2x=1.5×24=362x=1.5\times24=36x=18x=181818 m(確かめ:内項×外項 2×x=2×18=362\times x=2\times18=361.5×24=361.5\times24=36 で一致 ◎)

おうちの方へ

平行線と比は「平行→同位角・錯角→2組の角→相似→対応する辺の比」という流れが背景です。丸暗記でなく「平行線があると相似な三角形ができる」と理解させると応用がききます。中点連結定理は「中点どうしを結ぶと平行&半分」とセットで覚えさせてください。

これで中3「相似」は完全攻略です! 相似は図形問題・三平方の定理・円の問題と組み合わさって、入試で何度も登場します。

📌 1分まとめ(声に出して読もう)

  • △ABCで DE∥BC のとき AD:DB=AE:ECAD:DB=AE:ECAD:AB=AE:AC=DE:BCAD:AB=AE:AC=DE:BC
  • 平行線にはさまれた線分の比は等しい。
  • 中点連結定理:2辺の中点を結ぶと、底辺に平行で長さは半分
  • もとは「相似(2組の角)」から導ける。

よくある質問

三角形と平行線の比では、どんな式が成り立ちますか?

三角形ABCで、辺BCに平行な直線がAB・ACをD・Eで切るとき、AD:DB=AE:EC と、AD:AB=AE:AC=DE:BC が成り立ちます。たとえば AD=4、DB=2、AE=6 なら、4:2=6:EC の比例式から EC=3 と求められます。

なぜ平行線を引くと、線分の比が等しくなるの?

DEとBCが平行だと、三角形ADEと三角形ABCが相似になるからです。角Aが共通で、平行線から同位角が等しくなるので、「2組の角がそれぞれ等しい」という相似条件を満たします。相似な図形では対応する辺の比が等しいので、AD:AB=AE:AC=DE:BC が成り立ちます。

中点連結定理とは何ですか?

三角形の2辺の中点を結んだ線分は、残りの辺(底辺)に平行で、長さは底辺の半分になる、という定理です。たとえば BC=10 の三角形ABCで、辺AB・ACの中点M・Nを結ぶと、MNはBCに平行で、MN=5 になります。「平行で半分」とセットで覚えましょう。

平行線と比の問題は、どう考えれば解けるようになりますか?

「平行線を見たら相似を疑う」が合言葉です。平行→同位角・錯角が等しい→2組の角→相似、という流れで比の式を立て、比例式(内項×外項)で計算します。丸暗記ではなく「平行線があると相似な三角形ができる」と理解しておくと、応用問題にも対応できます。

#平行線と比#中点連結定理#相似#中3数学