証明問題の解き方
STEP0 図形に関する証明の場合は図を描く.
STEP1 問題文の中の仮定を書き出す.
STEP2 証明したいことを書き出す.
STEP3 証明したいことのためには,何がわかれば良いかを遡って書く.同時に図形に関する証明の場合は,わかったことをどんどん図に描き入れる(この作業を続けてすべての仮定にたどり着けば証明完了.STEP5 へ.たどり着かない仮定(使っていない仮定)があるなら STEP4へ).
STEP4 使っていない仮定があるから,その仮定から証明に必要な事実が導かれるかを考える
STEP5 仮定から結論に向かって証明を清書する
例:四角形ABCDにおいて,角Bと角Dの大きさが等しく,かつ対角線 AC が角Aを二等分するとする.このとき三角形 ABC と三角形 ADC は合同であることを証明せよ
考え方:
STEP0 図を描く(描いてみてね!!)
STEP1 仮定は3つ:
「角B = 角C」
「ACは共通の辺」
「角 BAC = 角 DAC 」(角A が二等分されているから)
STEP2 証明したいことは三角形 ABC と 三角形 ADC の合同
STEP3
→合同条件がわかれば良いから
「3つの辺がそれぞれ等しい」
か
「2辺とその間の角がそれぞれ等しい」
か
「1辺とその両端の角がそれぞれ等しい」
のどれかを示したい.
→2つの三角形について「AC = AC」はわかっているから残るは
「AB=AD かつ BC = DC」(3つの辺がそれぞれ等しい)
か
「角 BAC = 角 DAC かつ 角ACB = ACD」(1辺とその両端の角がそれぞれ等しい)
か
「角 BAC = 角 DAC かつ AB = AD」(2辺とその間の角がそれぞれ等しい)
か
「角ACB = 角ACD かつ BC = DC」(2辺とその間の角がそれぞれ等しい)
→仮定を見ると 「角 BAC = 角 DAC 」はわかっている!!だから
(「AD = AD」と「角 BAC = 角 DAC 」はもうわかっているから)
「角ACB = 角ACD」(1辺とその両端の角がそれぞれ等しい)
か
「 AB = AD」(2辺とその間の角がそれぞれ等しい)
がわかれば良い.
STEP4 あと使っていない仮定は「角B = 角D」だけだから,これを使えそうなのは...
”「角ACB = 角 ACD」(1辺とその両端の角がそれぞれ等しい)” かな??
→(図を描いて考えると...!!)
「どんな三角形の内角の和も180度である」を使って
角 ACB = 180 - 角 B - 角 BAC
= 180 - 角 D - 角 DAC
= 角 ACD !!
STEP5
証明
三角形 ABC と 三角形 ADCについて,
仮定より,「角B = 角D」と
「角 BAC = 角 DAC 」・・・・・・・・・・ ①
が成り立つ.三角形の内角の和は180度であるから
角 ACB = 180 - 角 B - 角 BAC
= 180 - 角 D - 角 DAC
= 角 ACD ・・・・・・・・・・ ②
が成り立つ.
また,仮定より,
ACは共通の辺 ・・・ ③
である.
よって,①,②,③より,1辺とその両端の角がそれぞれ等しいから三角形 ABC と 三角形 ADCは合同である.(証明終わり)
慣れてくるとSTEP3を全部頭の中でできるようになる.それまでひたすら練習あるのみ!!