質問<189>
「「三角比の三角形への応用」」
日付 99/10/23
質問者 ichiro hashimoto


次の問題がどうしてもとけません。おしえてください。
△ABCの辺BC,CA、ABの長さをそれぞれa,b,cとする。
∠C=60°,ab=c,a≧bであるときaおよびbをcで表せ。
また、cのとりうる範囲を求めよ。

お返事(武田)
日付 99/10/25
回答者 武田


三角比の余弦定理より、
2=a2+b2-2abcos60°
  =a2+b2-ab
ab=cより、b=c/a
これを代入して、
2=a2+(c/a)2-c
両辺にa2をかけて
22=a4+c2-ca2
変形して、
4-(c2+c)a2+c2=0
解の公式より、
2=[(c2+c)\(\pm\)\(\sqrt{\quad}\){(c2+c)2-4c2}]/2
  ={(c2+c)\(\pm\)\(\sqrt{\quad}\)(c4+2c3-3c2)}/2
  =[(c2+c)\(\pm\)\(\sqrt{\quad}\){c2(c2+2c-3)}]/2
  =[(c2+c)\(\pm\)c\(\sqrt{\quad}\){(c+3)(c-1)}]/2
  =c/2[(c+1)\(\pm\)\(\sqrt{\quad}\){(c+3)(c-1)}]
辺a>0より
a=\(\sqrt{\quad}\)〔c/2[(c+1)\(\pm\)\(\sqrt{\quad}\){(c+3)(c-1)}]〕
同様にして、
b=\(\sqrt{\quad}\)〔c/2[(c+1)\(\pm\)\(\sqrt{\quad}\){(c+3)(c-1)}]〕
ab=c、a≧bより、
 a=\(\sqrt{\quad}\)〔c/2[(c+1)+\(\sqrt{\quad}\){(c+3)(c-1)}]〕
 b=\(\sqrt{\quad}\)〔c/2[(c+1)-\(\sqrt{\quad}\){(c+3)(c-1)}]〕……(答)
平方根の中が正または0になる必要があるので、
(c+3)(c-1)≧0より、
c≦-3または1≦c
辺c>0より、
c≧1……(答)