[別館]球面倶楽部零八式markIISR

東大入試数学中心。解説なので解答としては不十分。出題年度で並ぶようにしている。大人の解法やうまい解法は極めて主観的に決めている。

1959年(昭和34年)東京大学-数学【幾何】(旧課程)[3]

[3] 直方体の頂点を図のように \mbox{A}\mbox{B}\mbox{C}\mbox{D}\mbox{A}'\mbox{B}'\mbox{C}'\mbox{D}' とし辺の長さを \mbox{AB}=a\mbox{AD}=b\mbox{AA}'=c とする.

(i) 対角線 \mbox{AC}' が平面 \mbox{A}'\mbox{BD} と交わる点を \mbox{M} とするとき,\mbox{C}'\mbox{M}:\mbox{MA} を求めよ.

(ii) 四面体 \mbox{A}'\mbox{BDC}' の体積を求めよ.


2019.04.03記

旧課程の出題は

解析I[1]:新課程数I代数[1]
解析I[2]:新課程数II[2]
解析I[3]:新課程数I代数[2]
解析II[1]:新課程数II[1]
解析II[2]:新課程数III[1]
解析II[3]:新課程数III[2]
幾何[1]:新課程数I幾何[1]
幾何[2]:新課程数I幾何[2]
幾何[3]:本問

となっており,本問は旧課程のみの出題である.

今となっては高校入試レベル.

[解答]
(i) \rm AC の中点を \rm L とする.平面 \rm A'BD の平面 \rm A'ACC' による断面は A'L である.
\triangle\rm MAL\triangle\rm MC'A' で相似比が 1:2 であるから,\rm C'M:MA=2:1 となる.

(ii) 求める体積は直方体から4つの四面体を切り落したもので,切り落した四面体の体積はいずれも \dfrac{1}{6}abc であるから,abc-4\cdot\dfrac{1}{6}abc=\dfrac{1}{3}abc となる.