求値問題2

Kinmokusei 自動ジャッジ 難易度: 数学 > 高校数学
2020年10月10日18:57 正解数: 2 / 解答数: 5 (正答率: 40%) ギブアップ数: 0

解説

$△XYZ$について、$X=\pi-2A,Y=\pi-2B,Z=\pi-2C$である。また、一般に$△ABC$について外接円の半径を$R$、内接円の半径を$r$とすると次の式が成り立つ。
$$
r=4R\sin{\frac A2}\sin{\frac B2}\sin{\frac C2}
$$
これを用いると、$△XYZ$の外接円の半径を$R$として、
$$
r'=4R\sin{\frac X2}\sin{\frac Y2}\sin{\frac Z2}=4R\cos A\cos B\cos C
$$
となり、さらに$△XYZ$の外接円は$△ABC$の九点円であることから$△ABC$の外接円の半径は$2R$となり、
$$
r=4\times2R\sin{\frac A2}\sin{\frac B2}\sin{\frac C2}
$$
が成り立つ。したがって問題の式は以下のように変形される。
$$
\frac{r}{r'}\cos{\frac A2}\cos{\frac B2}\cos{\frac C2}=\frac{R}{4R}\frac{\sin A\sin B\sin C}{\cos A\cos B\cos C}=\frac 14\tan A\tan B\tan C
$$
ここで、$A+B+C=\pi$のとき$\tan A\tan B\tan C=\tan A+\tan B+\tan C$であり、$0\leq x< \frac{\pi}{2}$において$\tan x$が下に凸であることから次のように最小値が求まる。
$$
\frac 14\tan A\tan B\tan C=\frac 14(\tan A+\tan B+\tan C)\geq\frac 34\tan{\left (\frac{A+B+C}{3}\right )}=\frac{3\sqrt3}{4}
$$


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問題

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問題文

(2020.9.26 11:57追記)
解答形式に不備があったため、訂正致しました。

図の青、緑、赤の線分の長さを$X,Y,Z$、斜線部の面積を$S$とすると、次の式が成り立つ。
$$
\frac{[ア]}{S}=\frac{[イ]}{Z}\left(\frac{1}{X}+\frac{1}{Y}\right)
$$

なお、図の曲線は半円の弧である。

解答形式

$[ア],[イ]$にはともに自然数が入ります。その和を半角数字で解答してください。
ただし、その和が最小となるように解答してください。
例:$[ア]=4,[イ]=2$なら$6$ではなく(両辺を$2$で割ることにより)$3$と解答。

因数分解

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問題文

$x^4+y^4+z^4+w^4+(x^2+y^2+z^2+w^2)(xy+xz+xw+yz+yw+zw)+4xyzw$
を因数分解せよ。

解答形式

TeXで入力してください。項の順番に関しては辞書式順で入力してください。字数の高い因数を先に書いてください。
例1:
$(x^2+y^2+z^2+w^2)(x+y+z+w)$と答えるには
(x^2+y^2+z^2+w^2)(x+y+z+w)を入力してください。
例2:
$x,y,z,w$から重複せず3文字を選び、かけ合わせた項4つを辞書式順に並べると
$xyz,xyw,xzw,yzw$

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問題文

※2020.11.10 18:49 問題タイトルを修正しました。
(解答に影響はありません)

図中の線分ABの長さを求めてください。
緑で示した2つの三角形の面積の差は11,赤と青で示した線分の長さの差は1です。

解答形式

半角数字で解答してください。

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問題文

図のように長方形や直角三角形の内接円が配置されています。青で示した角の角度を求めてください。

解答形式

度数法で求め、半角数字で0以上360未満の整数を解答してください。
※度や°などの単位は付けないでください。

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問題文

緑色の五角形の面積を求めてください。
紫でしめした3つの角は等しく、赤同士、青同士の線分はそれぞれ等しい長さです。

解答形式

半角数字で解答してください。

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問題文

問題文を3つの半円が図のように配置されています。赤い部分の面積が9、緑の部分の面積が5のとき、青い部分の面積を求めてください。

解答形式

半角数字で解答してください。

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問題文

正六角形2つが図のように配置されています。赤い線分と青い線分の長さの比が1:4であるとき、緑で示した角Yの角度を求めてください。
ただし、図中"center"で示した点は正六角形の外心です。

解答形式

0~360までの半角数字で、「°」や「度」をつけずに解答してください。

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問題文

三角形の3つの内角の大きさを$A,B,C$とします。このとき、次の式の最小値を求めてください。
$$
\frac{1-\cos A}{\cos B+\cos C}+\frac{1-\cos B}{\cos C+\cos A}+\frac{1-\cos C}{\cos A+\cos B}
$$

解答形式

最小値は$\frac {[ア]}{[イ]}$となります。$[ア]+[イ]$を解答してください。
ただし、$[ア],[イ]$にはそれぞれ自然数が入り、その最大公約数は$1$とします。

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問題文

正方形が2つ、図のように配置されています。赤い線分の長さが20のとき、緑で示した四角形の面積を求めてください。
ただし、図中の青点はそれぞれの正方形の対角線の交点です。

解答形式

半角数字で解答してください。

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緑の凹四角形の面積が10のとき、青の三角形の面積を求めてください。

解答形式

半角数字で解答してください。

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問題文

【解答形式に注意!】

半径と中心角が等しい扇形に正方形が内接しています。青い正方形と赤い正方形の面積の大小関係を調べてください。
ただし、同じ印をつけた部分の長さは等しいです。

解答形式

(青の面積) > (赤の面積) なら 1
(青の面積) = (赤の面積) なら 2
(青の面積) < (赤の面積) なら 3
を、半角数字で解答してください。

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問題文

AさんBさんの二人の人がいる
この時サイコロをAさんが投げる
1.2.3が出たら次回は次の人がサイコロを投げる
4.5が出たら次回も同じ人が投げる
6が出たら勝利である
N回目でAが勝利する確率を求めよ

解答形式

Nについての式を求めよ