図形 6 円と三角形 (略解)
京都成章高校 (R7年) ★★★ 5 早大本庄高等学院 (R7年) ★★
 図のような,△ABCと円Oについて∠x,∠yの大きさを求めなさい。ただし,線分ACの中点をEとし,線分ADは円Oの中心を通るものとする。


【解】ADは直径だから,∠B=∠E=90°
△DACは二等辺三角形で,∠x37°
△ABCは直角三角形で,∠BAD=90−37×2=16°
 ∠y=∠BAD=16°
 
 下図のように,1辺の長さが4の正三角形ABCと半径2の円0があり,線分ABと円0の交点をDとする。線分BCと線分ODは垂直であり,OB=BDであるとき,三角形ABCと円0の重なった斜線部分の面積Sを求めよ。ただし,円周率はπを用いよ。

【解】4つの三角形は30°60°90°
S=OCD+△OBD−△OBC
=2
2π××2××()×1
 =π 2π-√3
3
青雲高校 (R5年) ★★ 6 東大寺学園高校 (R4年) ★★★
 中心Oの円に内接する△ABCについて,::=7:3:2である。BC=a,CA=b,AB=cとするとき,

(1) bを,cを用いて表せ。
【解】中心角は弧の長さに比例するから,
∠AOB=60°,∠AOC=90°
△OACは直角二等辺三角形
 OA=OC=cより, b=√2c


(2) aを,cを用いて表せ。
【解】
△ABCで,垂線AHをおろす
∠B=45°,∠C=30°
 a=BH+CH= c c ×√3 2+√6 c
2 2 2

(3) 円の半径をR,直線AOと直線BCの交点をDとするとき,ADの長さとBCの長さの積を,Rを用いて表せ。
【解】

△ADCで,∠ADC=180−45−30=105°
△ADC∽△BACより, AD:AC=BA:BCで,
 AD×BC=AC×BA=√2R×R=
2R2
 
(1) 線分DEの長さを求めよ。
【解】(右上図参照)
△ABDで,BE:DE=AB:AD=7:5
 DE=BD=6√2×2
(2) 線分BCの長さを求めよ。
【解】AE=x,EC=yとすると,
△BEC∽△AEDより,
 2:xy:2で,xy=35/2…ア
△ABC∽△AEDより,
 14:(xy)=x:10で,x2xy=140…イ
アをイに代入して,x10
 BC=14(  √2 × 5√2 )=2√5
7√5 2
(3) 円Oの半径を求めよ。
【解】垂線DOで,AH=zとすると,
△ABDで,102z2=(6√2)2−(14−z)2
 これを解いて,z=8で,DH=6
BDの中点Kをとると,△OKB∽△AHDで,
 OB=BK=3√2×5√2
成城学園高校 (R6年) ★ 四天王寺高校 (R7年) ★★
 右の図のような直角三角形ABCがあり,二辺AC,BCは半径2pの円Oに接している。ACの長さを求めよ。

【解】△OAEで,AE=2√3
OECDは正方形テで,EC=2
 よって,AC=(2√3+2)cm
 円に内接する△ABCがあり,AB=4,BC=5,CA=6です。点Dは円上にあり,ADは∠BACの二等分線で,点EはADと辺BCとの交点です。また,AE=x,DE=yとします。

(1) 線分BEの長さを求めなさい。
【解】BE:CE=AB:AC=2:3
BE=BC×=5×2

(2) xyの値を求めなさい。
【解】△ABE∽△CDEより,x:3=2:yで, xy6

(3) 線分ADの長さを求めなさい。
【解】△ABE∽△CDEより,x:6=4:(xy)で,x2xy=24
(2)より,x2=18でx=3, y よって,AD=xy4
早大本庄高等学院 (R6年) ★★
 ∠BAC=aとするとき,∠DAB+∠DBA+∠EAC+∠ECAをaを用いて表せ。

【解】DBEAは等脚台形だから,
 ∠A+∠B=(xaz)+(yx)=180°
与式=xyzx(180−a
 

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