第357問の解答
問題[ 平面図形]
左図のようなAB=ACの二等辺三角形ABCがあります。
いま、∠Cの二等分線と辺ABの交点をDとします。そして、CD上にAD=DEとなるような点Eをとり、頂点Bと結んだところ、∠DEBの大きさが∠Aの大きさのちょうど半分になったそうです。
このとき、∠EBCは何度になるでしょうか?
解答例1
nobuさん、kataさん、 他
点Dを中心に△DBEを回転して点Eが点Aと重なるようにし、点Bが点Pに移動するものとします。
また、Dを通ってBCに平行に引いた直線とACの交点をQとします。
∠DAP=∠DEB=∠BAC÷2より、APとDQは直交することが分かります。
よって、△PDQはPD=PQの二等辺三角形となります。DQとACが平行より、∠DQB=∠QDC=∠DCB、および ∠DBQ=∠ACD=∠DCB。
従って、△DBQはDB=DQの二等辺三角形となります。
よって、△PDQは正三角形となることが分かります。さて、∠EDB=∠ADPより、∠PDB=∠ADC=∠DCB×3。
よって、∠ADQ+∠PDB=∠DCB×5=180−60=120度。従って、∠DCB=120÷5=24度と分かります。
すると、∠DEB=∠CAP=90−24×2=42度。よって、∠EBD=∠DEB−∠DCB=42−24=18度と求まります。
答: 18度
以上
解答例2
マサルさん、 他
BEを軸として点Dを折り返した点をD'とします。
すると、△BD'DはBD=BD'の二等辺三角形、△EDD'はED=ED'の二等辺三角形となります。
従って、∠D'EB=∠DEBより、∠D'ED=∠DEB×2=∠CAB。
よって、△EDD'は△ABCと相似となります。従って、ED':DD'=AC:BC ・・・ (1)
ところで、CDは△ABCに関して、∠ACBの二等分線なので
AD:DB=AC:BC ・・・ (2)(1)、(2)より、
ED':DD'=AD:DB従って、AD=ED=ED'より、DD'=DB。
よって、△BD'Dは正三角形と分かります。従って、∠DBE=∠DBD'÷2=60度÷2=30度。
ここで、x=∠DCB、y=∠CAB÷2とおくと、
2x+y=90 ・・・(1)
180−(x+2y)+2x=120より、−x+2y=60 ・・・ (2)(1)、(2)より、x=24度、y=42度を得ます。
よって、∠EBC=y−x=18度と求まります。
(その他の解法)
- 三角関数で考え、正弦定理等を用いる ・・・ Toru Fukatsuさん、M.Hossieさん、すてっぷさん、他
- 三角関数で方程式を表して解く ・・・ ハラギャーテイさん、高橋 道広さん、kasamaさん、他