数学カフェjr.

「知っておいてほしい」又は「ちょっとオモシロイ」初等数学を、高校受験をする又は中高一貫校在学の中学生を中心に、小学生~大人の方に向けてお伝えしていきます。

立方体の切断(最大四角形断面)

「頂点Aを通る四角形の切断面」を考えると、長方形・平行四辺形・ひし形・等脚台形と色々ありますね。

「その中で最大となると、長方形ACGEかなぁ」
という判断がまず立つと思います。
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しかし、
「本当に平行四辺形より必ず大きくなるだろうか?」
との疑問を持つならば、慎重に考えた証拠です。

結論から言うと、
「長方形ACGEは最大四角形断面」
ということになります。
全てを論理的に説明するのは、ブログ上では大変なので割愛します。
(例えば、「AGからの距離が一番遠いBF上の点は?」と考えてみましょう。)

この問題のポイントは、(1)と同様に「正しく解ききれるか」です。

「頂点Aを通る最大の四角形の切断面」は「長方形ACGE」だけではありませんね。
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つまり、
「断面が長方形ABGHとなる切断法」、
「断面が長方形ACGEとなる切断法」、
「断面が長方形ADGFとなる切断法」
の3通り全てを答えられないと正答とはなりません。