平面図形の問題

右の図のように、1辺の長さが7cmの正三角形ABCの各辺を7等分する点を結んでできた点線の上を、Aから出発して、B、C、……と経由して、 Iまで進むルートを考えます。
動く2つの点Xと点Yは、このルート上を、同時に点Aを出発して、点Xは毎秒3.5 cm の速さで、点Yは毎秒1.5 cm の速さで、点Iまで移動します。

このとき、次の問いに答えなさい。

(1)点Xが点Iに到達するまでに、点Yが移動した距離は何cmですか。

(2)点Xが点Cに到達したとき、三角形XIYの面積は三角形ABCの面積の何倍ですか。

(3)三角形AXYが正三角形となるのは何回ありますか。また、それはXとYがAを出発してから、何秒後ですか。

【解説と解答】
(1)ABが7cm、BCが7cm、CDが6cm、DEが5cm、EFが4cmとBCから1cmずつ短くなって最後IHが1cmです。(1+7)×7÷2+7=35cmですから
35÷3.5=10秒 したがってYが移動した距離は1.5×10=15cm

(答え)15cm

(2)点XがCに到達したとき、14cm移動していますから、14÷3.5=4秒後
Yは1.5×4=6cmですから、Bの手前1cmのところにいます。右図でXI:IP=4:3です。
またPY:YB=2.5:1=5:2

三角形XIYは三角形ABCの\frac{1}{2}×\frac{5}{7}×\frac{4}{7}\frac{10}{49}

(答え)\frac{10}{49}

(3)(2)から、XがCのとき、YがB手前1cmですから、1÷(3.5+1.5)=0.2秒後にXYはBCに平行になるので、これが1回目で4.2秒後。
三角形AXYが正三角形になるためには、XとYがAB上もしくはAC上にいなければならないので、これ以外にはありません。
(答え)1回、4.2秒後

【動画解説】