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No.1
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各々の三角形の面積比を考えましょう。
底辺か高さが等しければ、その面積比は「高さ」か「底辺の長さ」に比になります。その性質を利用して考えてみればよい。BP : PC = 1 : 2 なので、△ABP : △ACP = 1 : 2 ①
同じ考え方で、△QBP : △QCP = 1 : 2 ②
一方、AM = CM なので
△BAM = △BCM ③
△QAM = △QCM ④
より
△BAQ = △BCQ ⑤
以上から、⑤と②を使って
△ABP = △BAQ + △QBP = △BAQ + (1/3)△QCB = △BAQ + (1/3)△BAQ = (4/3)△BAQ
従って
△BAQ = (3/4)△ABP ⑥
よって②より
△QCP = (2/3)△BAQ = (1/2)△ABP ⑦
一方、①より
△ACP = 2△ABP ⑧
なので、⑦⑧より
△QAC = △ACP - △QCP = 2△ABP - (1/2)△ABP = (3/2)△ABP
④より
△QAM = △QCM = (3/4)△ABP ⑨
よって、⑥と⑨より
△BAQ = △QAM
高さが共通で面積が等しいので、
BQ = QM
従って Q は BM の中点である。
もう少し簡単な方法があるかも。
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