辺の比から角の二等分線であることを示す(B)
★★☆☆☆☆☆(章末問題) / 作成者: shonan / 2026/10/23
🔁 類題: 辺の比から角の二等分線であることを示す(A) (★★☆☆☆☆☆(章末問題))
問題
$\mathrm{AB}=6$,$\mathrm{BC}=6$,$\mathrm{CA}=3$ である $\triangle\mathrm{ABC}$ の辺 $\mathrm{BC}$ 上に,$\mathrm{BD}=4$ となる点 $\mathrm{D}$ をとる.
\begin{enumerate}
\item[(1)] $\mathrm{AD}$ は $\angle\mathrm{BAC}$ の二等分線であることを示せ.
\item[(2)] 線分 $\mathrm{AD}$ の長さを求めよ.
\end{enumerate}
(1) $\mathrm{DC}=6-4=2$ であるから $\mathrm{BD}:\mathrm{DC}=4:2=2:1$.また $\mathrm{AB}:\mathrm{AC}=6:3=2:1$
$\angle\mathrm{BAC}$ の二等分線と辺 $\mathrm{BC}$ の交点を $\mathrm{D}'$ とすると,内角の二等分線の性質より $\mathrm{BD}':\mathrm{D}'\mathrm{C}=\mathrm{AB}:\mathrm{AC}=2:1$ であるから $\mathrm{BD}'=\dfrac{2}{3}\cdot 6=4$
よって $\mathrm{BD}'=\mathrm{BD}$ であり,$\mathrm{D}'$,$\mathrm{D}$ はともに辺 $\mathrm{BC}$ 上にあるから,$\mathrm{D}'$ は $\mathrm{D}$ と一致する.したがって,$\mathrm{AD}$ は $\angle\mathrm{BAC}$ の二等分線である.
(2) $\triangle\mathrm{ABC}$ で余弦定理より $\cos B=\dfrac{36+36-9}{2\cdot 6\cdot 6}=\dfrac{7}{8}$
$\triangle\mathrm{ABD}$ で余弦定理より
\[ \mathrm{AD}^2=36+16-2\cdot 6\cdot 4\cdot\frac{7}{8}=10 \]
よって $\mathrm{AD}=\sqrt{10}$
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