【補助線主体の図形問題 #017】
今回は方針により計算量が変化する問題を用意しました。とはいえ暗算で解くには幾分厳しいです。簡単な計算用紙&筆記具をお手元にご用意の上で挑戦してみてください。
${
\def\cm{\thinspace \mathrm{cm}}
\def\mytri#1{\triangle \mathrm{#1}}
}$ 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$O$や$I$、半円$S_1$の中心をそれぞれ$\mathrm{O}$、$\mathrm{I}$、$\mathrm{S_1}$などと表すことにします。すると、点$\mathrm{IO} = \mathrm{IS_{1}} = \mathrm{IS_{2}}$の関係があります。これをどう活かしたらいいでしょうか。
次いで、円$I$の辺$\mathrm{AB}$上の接点を$\mathrm{I_{AB}}$と表し、点$\mathrm{O}$から$\mathrm{II_{AB}}$に下ろした垂線の足を$\mathrm{H}$とします。ヒント1もふまえて$\mytri{OIH}$に注目すると……。
$\mytri{OIH}$は直角三角形ですが、これを2つ組み合わせてできる二等辺三角形(ただし、$\mytri{IOS_{1}}$や$\mytri{IOS_{2}}$とは別の形です)をどこかに見つけましょう。
中心$\mathrm{I}$から図の真下方向に$x+1$だけ行った点を$\mathrm{D}$とします。最後の仕上げはどこかの長さを$x$の式で2通りで表して、2次方程式を解くことになります。
この問題を解いた人はこんな問題も解いています