【補助線主体の図形問題 #013】
今日は和算的な構図の問題を用意してみました。計算量は大したことがないのですが、暗算ではちょっと厳しいかもしれません。簡単な計算用紙をお手元にご用意の上お楽しみください。
${
\def\cm{\thinspace \mathrm{cm}}
\def\mytri#1{\triangle \mathrm{#1}}
}$ 解答は小数第3位を四捨五入して、小数第2位までを単位なしで入力してください。
(例) $12\cm$ → $\color{blue}{12.00}$ $10\sqrt{2}\cm$ → $\color{blue}{14.14}$ $\dfrac{1+\sqrt{5}}{2} \cm$ → $\color{blue}{1.62}$
入力を一意に定めるための処置です。
たとえば答えに無理数を含む場合、$\sqrt{2}=1.41$や$\pi=3.14$などでは必要な桁が足りない場合があるのでご注意ください。
近似値を求める際には、関数電卓やグーグルの電卓機能、Wolfram|Alpha https://www.wolframalpha.com などのご利用をお勧めします。
円$O$を直接扱ってもいいのですが、もう少し扱いやすい円$O'$を描くのが楽です。与えられた長さから連想すると……。
$\mytri{ABC}$を描き、その内接円を$O'$とします。
内接円$O'$の半径を求めます。たとえば、半径を$r'$とおいて、$\mytri{ABC}$の面積を2通りで表せばいいでしょう。この値をどう活かせばいいでしょうか。
円$O$が線分$\mathrm{AB}$に接する点を$\mathrm{P}$とし、円$O$の半径を$r$とすると、$r'$の値などから$\mathrm{AP}$の長さが$r$で表せます。ここまで来たら、どこかに直角三角形を作り三平方の定理で$r$に関する2次方程式が作れます。
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