三角形ABCにおいて、∠Aの二等分線と辺BCの交点をD、∠Aの外角
の二等分線が辺BCの延長と交わる点をMとするとき、次の等式が成り立
つことを証明せよ。
AB/AC=BD/CD=BM/CM
よろしくお願いします。
三角形ABCにおいて、∠Aの二等分線と辺BCの交点をD、∠Aの外角
の二等分線が辺BCの延長と交わる点をMとするとき、次の等式が成り立
つことを証明せよ。
AB/AC=BD/CD=BM/CM
よろしくお願いします。

この問題は質問129の(5)にでてくる「アポロニウスの円」関連の
問題です。そのときの関谷さんのアドバイスが参考になった。
頂点Bを通り、辺ACに平行な直線(補助線)をひき、AMとADそれ
ぞれの延長線との交点をF、Gとする。
∠GAF=∠GAM=∠BAC/2+∠CAT/2
=∠BAT/2=180°/2=90°

△MACと△MFBにおいて
CA//BFより、△MAC∽△MFB
AC:FB=CM:BM……①
△DCAと△DBGにおいて
CA//BGより、△DCA∽△DBG
AC:BG=CD:BD……②
AGは∠BACの二等分線だから、∠BAG=∠CAG
AC//BGより、∠CAG=∠AGB
したがって、∠BAG=∠AGB
△BGAは底角が等しいから、二等辺三角形
∴AB=BG……③
∠GAF=90°より、∠BFA=∠BAF
△BFAも二等辺三角形となる。
∴AB=FB……④
①②③④より、
CM:BM=AC:FB←①より
=AC:AB←④より
=AC:BG←③より
=CD:BD←②より
したがって、
CM:BM=AC:AB=CD:BD
BM AB BD
──=──=── ……(答)
CM AC CD