4点が同一円周上にあることの証明(B)
★★☆☆☆☆☆(章末問題) / 作成者: shonan / 2026/10/23
🔁 類題: 4点が同一円周上にあることの証明(A) (★★☆☆☆☆☆(章末問題))
問題
$\mathrm{AD}\parallel\mathrm{BC}$,$\mathrm{AB}=\mathrm{DC}$ である等脚台形 $\mathrm{ABCD}$($\mathrm{AD}<\mathrm{BC}$)は,円に内接することを証明せよ.
$\mathrm{D}$ を通り辺 $\mathrm{AB}$ に平行な直線と直線 $\mathrm{BC}$ の交点を $\mathrm{E}$ とする.$\mathrm{AB}\parallel\mathrm{DE}$,$\mathrm{AD}\parallel\mathrm{BE}$ より,四角形 $\mathrm{ABED}$ は平行四辺形であるから
\[ \mathrm{BE}=\mathrm{AD},\quad \mathrm{DE}=\mathrm{AB} \]
$\mathrm{AD}<\mathrm{BC}$ より $\mathrm{BE}<\mathrm{BC}$ であるから,$\mathrm{E}$ は辺 $\mathrm{BC}$ 上の $\mathrm{C}$ と異なる点である.
また,$\mathrm{DE}=\mathrm{AB}=\mathrm{DC}$ であるから,$\triangle\mathrm{DEC}$ は二等辺三角形で $\angle\mathrm{DEC}=\angle\mathrm{DCE}$
$\mathrm{AB}\parallel\mathrm{DE}$ より,同位角は等しいから $\angle\mathrm{ABC}=\angle\mathrm{DEC}$
よって $\angle\mathrm{B}=\angle\mathrm{DEC}=\angle\mathrm{DCE}=\angle\mathrm{C}$
$\mathrm{AD}\parallel\mathrm{BC}$ であるから,同側内角の和は $180^\circ$ で $\angle\mathrm{A}+\angle\mathrm{B}=180^\circ$
よって $\angle\mathrm{A}+\angle\mathrm{C}=\angle\mathrm{A}+\angle\mathrm{B}=180^\circ$
対角の和が $180^\circ$ であるから,四角形 $\mathrm{ABCD}$ は円に内接する.
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