問 凸四角形$ABCD$が$AB+CD=BC+DA$を満たしている。次の4つの円の中心を$W,X,Y,Z$とする。
・線分$AB$と、線分$DA,CB$の$A,B$方向での延長線に接する円。
・線分$BC$と、線分$AB,DC$の$B,C$方向での延長線に接する円。
・線分$CD$と、線分$BC,AD$の$C,D$方向での延長線に接する円。
・線分$DA$と、線分$BA,CD$の$D,A$方向での延長線に接する円。
$WX=YZ$になるための四角形$ABCD$の必要十分条件を$A,B,C,D$以外の点を用いずに示せ。
必要十分条件を求め、証明を記述してください。
$\quad$正整数 $m$ に対し, $2^k | m$ を満たす最大の非負整数 $k$ を $v_2(m)$ とする.
$\quad$次の条件を全て満たす正整数の組
$$(a_1,a_2,\dots,a_9)$$
の総数を求めよ.
$x~$についての方程式
$$x^4-3x^3+2x^2-3x+1=0$$
を考える.次の問いに答えなさい.ただし,1/6公式,1/30公式については証明なしに用いてよい.
$(1)~$この方程式の複素数解をすべて求めなさい.
$(2)~(1)$で求めた4つの解について,次の(ルール)に従って座標平面上に点を取ることを考える.
このルールに従って$(1)$の結果に基づいて4つの点を取り,そのうち$~y~$座標の値が最小のものを除いた3点をすべて通る放物線と$~x~$軸で囲まれた領域$~A~$の面積$~S~$を求めなさい.
$(3)~$領域$~A~$を$~x~$軸周りに1回転させてできる立体の体積$~V~$を求めなさい.
出題者ジャッジにより採点をします.
簡単に求める過程も示してください.
解説の内容に誤りがあればご指摘ください.