方べきの定理を使った証明(B)
★★☆☆☆☆☆(章末問題) / 作成者: shonan / 2026/10/23
🔁 類題: 方べきの定理を使った証明(A) (★★☆☆☆☆☆(章末問題))
問題
2 直線 $\ell$,$m$ が点 $\mathrm{P}$ で交わっている.$\ell$ 上に $\mathrm{P}$ から同じ向きに $\mathrm{PA}=2$,$\mathrm{PB}=9$ となる点 $\mathrm{A}$,$\mathrm{B}$ を,$m$ 上に $\mathrm{P}$ から同じ向きに $\mathrm{PC}=3$,$\mathrm{PD}=6$ となる点 $\mathrm{C}$,$\mathrm{D}$ をとる.4 点 $\mathrm{A}$,$\mathrm{B}$,$\mathrm{C}$,$\mathrm{D}$ は 1 つの円周上にあることを証明せよ.
$\mathrm{PA}\cdot\mathrm{PB}=2\cdot 9=18$,$\mathrm{PC}\cdot\mathrm{PD}=3\cdot 6=18$ より $\mathrm{PA}\cdot\mathrm{PB}=\mathrm{PC}\cdot\mathrm{PD}$
よって $\dfrac{\mathrm{PA}}{\mathrm{PD}}=\dfrac{\mathrm{PC}}{\mathrm{PB}}$ であり,$\triangle\mathrm{PAC}$ と $\triangle\mathrm{PDB}$ において $\angle\mathrm{P}$ は共通であるから $\triangle\mathrm{PAC}\backsim\triangle\mathrm{PDB}$
したがって $\angle\mathrm{PCA}=\angle\mathrm{PBD}$
四角形 $\mathrm{ABDC}$ において,$\angle\mathrm{PCA}$ は頂点 $\mathrm{C}$ における外角であり,$\angle\mathrm{PBD}=\angle\mathrm{ABD}$ はその対角(頂点 $\mathrm{B}$ の内角)である.外角が内対角に等しいので,四角形 $\mathrm{ABDC}$ は円に内接する.
よって 4 点 $\mathrm{A}$,$\mathrm{B}$,$\mathrm{C}$,$\mathrm{D}$ は 1 つの円周上にある(方べきの定理の逆).
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