質問<2677>
「「幾何学」」
日付 2005/11/9
質問者 テリー


凸四辺形OABCにおいて、
OA=28,AB=21,BC=5,∠OAB=∠OBC=90°であるとき
∠AOCの大きさを求めよ。
ただし、近似値,三角関数表などを用いずに厳密に求めよ。

★希望★完全解答★

お便り
日付 2005/11/10
回答者 /で


図を書いて考えたら、三角形の相似から見えますよ。

ABのB側への延長線と、Cを通りOAに平行な線との交点をDとします。
CからOAに下ろした垂線とOAとの交点をEとすると、
△BDCと△OABにおいて、
∠BDC=∠OAB=∠R
∠CBD=∠BOA=∠R-∠ABO
よって二角相当より△BDCと△OABは相似
また、これらの直角三角形は三辺の比が3:4:5ですから
BD=4
ゆえに AD=EC=25
CD=EA=3
ゆえに OE=25
よって△EOCはEO=EC=25、∠OEC=∠Rの直角二等辺三角形
ゆえに∠AOC=∠EOC=45度

お便り
日付 2005/11/10
回答者 wakky


計算過程は省略します。
三平方の定理から
OB=35、OC=25\(\sqrt{\quad}\)2
∠AOB=α、∠BOC=βとおくと
∠AOC=α+β
△AOBについて
余弦定理から
cosα=4/5
したがって、sinα=3/5
△BOCについて
余弦定理から
cosβ=(7\(\sqrt{\quad}\)2)/10
従って sinβ=(\(\sqrt{\quad}\)2)/10
以上から
加法定理によって
cos(α+β)=\(\sqrt{\quad}\)2/2
※sin(α+β)でも同様。
よって
∠AOC=α+β=45°・・・(答)

お便り
日付 2005/11/11
回答者 underbird


⊿OABで∠AOB=αとおくと、tanα=\(\frac{21}{28}\)=\(\frac{3}{4}\)
また、三平方の定理からOB=35が求まり、
⊿OBCで∠OBC=βとおくと、tanβ=\(\frac{5}{35}\)=\(\frac{1}{7}\)
よって、∠AOC=α+βに正接の加法定理を用いて
tan(α+β)={tanα+tanβ}/{1-tanαtanβ}
     ={\(\frac{3}{4}\)+\(\frac{1}{7}\)}/{1-\(\frac{3}{4}\)×\(\frac{1}{7}\)}=1
0°<α+β<180°だから、α+β=45°

お便り
日付 2005/11/11
回答者 けんさん


三角関数の加法定理を利用します。
∠BOA=α、∠COB=βとする。
三平方の定理などからOB=35、OC=25\(\sqrt{\quad}\)2となるので
Cosα=28/35、sinα=35/21、cosβ=35/25\(\sqrt{\quad}\)2、
sinβ=5/25\(\sqrt{\quad}\)2。
Cos(α+β)=cosαcosβ-sinαsinβ
       =1/\(\sqrt{\quad}\)2
よってα+β=45°(π/4)・・・(答)