挑戦状!(タイの中学の数学に悩む4)の解答編
設問
引用元は塾で教える高校入試数学 塾技100 P144 『塾技69外接円 例題2』
先ずはJIMMYさんから頂いた解答。
中心OからABCに向かって補助線を引きます。
すると3つの二等辺三角形△AOB、△AOC、△BOCが出来ます。
∠OBC=∠OCB=X、∠BOC=180°-2Xというように、
以下∠OAC=∠ACO=Y、∠AOC=180°-2Y、∠BAO=∠OBA=Z、∠AOB=180°-2Zです。
まとめると(180°-2X)+(180°-2Y)+(180°-2Z)=360°だからX+Y+Z=90°
Y+Z=60°よりX=30°
△BOCをBCの中点Pで半分にすると、∠OBP=30°、∠BOP=60°、∠OPB=90°の三角形が出来ます。
これはOB=2、OP=1、PB=√3の直角三角形です。
円の半径をRとして、OB:PB=2:√3=R:2の関係なので、√3R=4、R=4/√3=(4√3)/3でしょうか。
(改行等一部メンカームが改変)
JIMMYさんの素晴らしい解答に感謝。m(_ _)m
参考書の解答もJIMMYさんの解答と同様であり、中心角∠BOCは円周角∠BACの二倍で120°。
辺BCから外接円の中心(外心)Oへ垂直に引いた線は、辺BCを二等分し、∠BOCも二等分するのを利用して解いてある。
次は補助線を入れると小学生でも「ほら解けたw」って感じの解法。
1.1つの弧ABからの円周角∠aは等しい。
2.中心角(弧の両端AとBから円の中心Oへ線を引いて出来る扇型の中心の角度)が180°の弧の円周角は90°。
3.内角が30°、60°、90°からなる三角形の辺の長さの割合はAB:AC:BC=1:2:√3。(上の図参照)
の3つを利用して解く。
点Cから円の中心Oを通った直線を引き、円の外周との交点をDとする。
点Bから点Dへ直線を引く。
同一の弧BCからの円周角∠BACと∠BDCは等しく60°。
中心角(弧の両端DとCから円の中心Oへ線を引いて出来る扇型の中心の角度)が180°の弧の円周角∠DBCは90°。
三角形の内角の和は180°なので、∠BCD=180-(60+90)=30°。
内角が30°、60°、90°からなる三角形の辺の長さの比はBD:DC:BC=1:2:√3であり、
比例式はBC:DC=√3:2=4:DCとなる。
比例式では内側2つの2と4の積(2×4)と外側2つの√3とDCの積(√3×DC)が等しくなるので、
2×4=√3×DC DC=8/√3=(8√3)/3 となる。
DCは円の直径であり、求める半径は直径の半分。((8√3)/3)÷2=(4√3)/3
高校受験を目指す子供達 頑張れー!!!
タイの中学生向け数学ギフテッド問題の記事へのリンク→#高1入試ギフ
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中心OからABCに向かって補助線を引きます。
すると3つの二等辺三角形△AOB、△AOC、△BOCが出来ます。
∠OBC=∠OCB=X、∠BOC=180°-2Xというように、
以下∠OAC=∠ACO=Y、∠AOC=180°-2Y、∠BAO=∠OBA=Z、∠AOB=180°-2Zです。
まとめると(180°-2X)+(180°-2Y)+(180°-2Z)=360°だからX+Y+Z=90°
Y+Z=60°よりX=30°
△BOCをBCの中点Pで半分にすると、∠OBP=30°、∠BOP=60°、∠OPB=90°の三角形が出来ます。
これはOB=2、OP=1、PB=√3の直角三角形です。
円の半径をRとして、OB:PB=2:√3=R:2の関係なので、√3R=4、R=4/√3=(4√3)/3でしょうか。
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参考書の解答もJIMMYさんの解答と同様であり、中心角∠BOCは円周角∠BACの二倍で120°。
辺BCから外接円の中心(外心)Oへ垂直に引いた線は、辺BCを二等分し、∠BOCも二等分するのを利用して解いてある。
次は補助線を入れると小学生でも「ほら解けたw」って感じの解法。
1.1つの弧ABからの円周角∠aは等しい。
2.中心角(弧の両端AとBから円の中心Oへ線を引いて出来る扇型の中心の角度)が180°の弧の円周角は90°。
3.内角が30°、60°、90°からなる三角形の辺の長さの割合はAB:AC:BC=1:2:√3。(上の図参照)
の3つを利用して解く。
点Cから円の中心Oを通った直線を引き、円の外周との交点をDとする。
点Bから点Dへ直線を引く。
同一の弧BCからの円周角∠BACと∠BDCは等しく60°。
中心角(弧の両端DとCから円の中心Oへ線を引いて出来る扇型の中心の角度)が180°の弧の円周角∠DBCは90°。
三角形の内角の和は180°なので、∠BCD=180-(60+90)=30°。
内角が30°、60°、90°からなる三角形の辺の長さの比はBD:DC:BC=1:2:√3であり、
比例式はBC:DC=√3:2=4:DCとなる。
比例式では内側2つの2と4の積(2×4)と外側2つの√3とDCの積(√3×DC)が等しくなるので、
2×4=√3×DC DC=8/√3=(8√3)/3 となる。
DCは円の直径であり、求める半径は直径の半分。((8√3)/3)÷2=(4√3)/3
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