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数学の問題:△ABCの性質と外接円Tについて
- 数学の問題です。△ABCにおいてAB=4、AC=3、∠BAC=60度とする。また△ABCの外接円をT、その中心をOとするとき、BCの長さ、外接円Tの半径、△ABCの面積などについて求める問題を解説します。
- さらに、外接円Tの点B、点Cにおける接線の交点をDとおき、線分ADと線分BCとの交点をEとおくと、∠BOCおよび∠BDCの角度、BDの長さ、AE:EDの比を求める問題も解説します。
- 詳しい計算過程を含めた解答は以下の通りです。 (1)BCの長さ:√13 (2)外接円Tの半径:√39/3 (3)△ABCの面積:3√3 (4)∠BOC:120度、∠BDC:60度 (5)BDの長さ:√13 (6)AE:ED:12:13
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(1)二辺の長さとその間の角が判っているので△ABCについて余弦定理を使います。 (2)上記でBCの長さが判り、∠BACは与えられているので、今度は△ABCについて正弦定理を使います。 (3)ACを底辺と考えると、高さは4*sin30°なので・・・ (4)∠BOCは弦BCに対する中心角です。同じく円周角は∠BACで60°なので・・・ △BODは直角三角形で(OBは半径、BDは接線なので)あり、∠BODは∠BOCの半分です。これらから∠BDOが判り、∠BDCはその二倍です。 (5)BOは外接円の半径に等しく、∠BODも上記から判っているので、 BD=BO*tan∠BOD でBDが判ります。 (6)(5)までで△BDCは正三角形であることが判り、その一辺(BD)も判るので面積も判ります。△BAEの面積と△BDEの面積はそれぞれ△BDCの面積と△ABCの面積をBE/BC倍したものです。従ってAE:ED=BAEの面積:△BDEの面積=△BDCの面積:△ABCの面積になります。
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- tomokoich
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(1)BC^2=4^2+3^2-2×4×3×cos60° =16+9-24×(1/2) =25-12=13 (2)2R=BC/sinA =√13/sin60° =√13/(√3/2) =2/3√39 R=√39/3 (3)△ABCの面積=(AB×BC×CA)/4R =(4×√13×3)/(4×(√39/3)) =3√13×(3/√39) =9/√3=3√3 (4)∠BOC=120°より∠BOD=60°Bは接点なので∠OBD=90° ∠ODB=180°-(∠BOD+∠OBD) =180°-(60°+90°) =30° ∠BDC=2×∠OBD=60° (5)BD=BO×tan60° =(√39/3)×√3 =√13 (6)DEの長さ√39/2 △BDCの面積=√13×(√39/2)×(1/2) =(13√3)/4 AE:ED=3√3:(13√3)/4 =3:(13:4) =12:13