高校数学ⅠA 弱点補強 「円に内接する四角形」の回答
この弱点補強では
偏差値70アップを目指す高校生の学習において、引っかかりやすい問題(奇問や難問ではなく)を出題しています。
高校数学ⅠA(昔の高校数学Ⅰ)を履修済みのかた向けのものです。
週題(今週の出題)は以下でした。
四角形ABCDが半径65/8 の円に内接している。この四角形の周の長さが44で、辺BCと辺CDの長さがいずれも13であるとき、2辺ABとDAの長さを求めよ。
題意より 図や式にすると左図のようになる。ここでBC=13、CD=13を
AB + BC + CD + DA = 44に代入すると
AB + 13 +13 + DA = 44 ・・・①
正弦定理と余弦定理は
a / sinA = 2R
aの2乗 = bの2乗 + cの2乗 -2bc cosA
右図を参考に
内接する四角形なので、対角との合計は180度(π)
AをA度とすると、対角のCは180-AとなるそしてBDに対角線を引いて2つの三角形で考えると
正弦定理を使って
BD/sinA = 2 X 65/8
BD = 65/4 X sinA ・・・②
AB= x DA = y とおき、余弦定理より三角形ABDにおいて
BDの2乗 = xの2乗 + yの2乗 -2xy cosA
・・・③
三角形BCDにおいて
BDの2乗 = 13の2乗 + 13の2乗 - 2X13X13 cos(180-A)
=2X13の2乗 +2X13の2乗cosA・・・④
④と②より
(65/sinA)の2乗=2X13の2乗 +2X13の2乗cosA
・・・・・sinAの2乗 + cosAの2乗 = 1の公式などにより計算すると
cosA = -7/25 となる
また③を
(65/sinA)の2乗= xの2乗 + yの2乗 -2xy cosAとして、cosA = -7/25と①を代入すると
xy = 56が導き出され、①のx + y = 18 の2式を解と係数の関係に当てはめて
tの2乗 -18t + 56 = 0
(t-14)(t-4)=0
よって AB = 4,DA=14 または AB = 14,DA=4 ・・・ANS
(65/sinA)の2乗=2X13の2乗 +2X13の2乗cosA
・・・・・sinAの2乗 + cosAの2乗 = 1の公式などにより計算すると
cosA = -7/25 となる
また③を
(65/sinA)の2乗= xの2乗 + yの2乗 -2xy cosAとして、cosA = -7/25と①を代入すると
xy = 56が導き出され、①のx + y = 18 の2式を解と係数の関係に当てはめて
tの2乗 -18t + 56 = 0
(t-14)(t-4)=0
よって AB = 4,DA=14 または AB = 14,DA=4 ・・・ANS


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