円に内接する四角形(cos を求めて面積)(A)
★★☆☆☆☆☆(章末問題) / 作成者: shonan / 2026/10/23
🔁 類題: 円に内接する四角形(cos を求めて面積)(B) (★★☆☆☆☆☆(章末問題))
問題
円に内接する四角形 $\mathrm{ABCD}$ において,$\mathrm{AB}=2$,$\mathrm{BC}=3$,$\mathrm{CD}=1$,$\mathrm{DA}=4$ とする.
\begin{enumerate}
\item[(1)] $\cos B$ の値を求めよ.
\item[(2)] 四角形 $\mathrm{ABCD}$ の面積を求めよ.
\end{enumerate}
(1) 円に内接する四角形の対角の和は $180^\circ$ であるから $D=180^\circ-B$ で,$\cos D=\cos(180^\circ-B)=-\cos B$.$\triangle\mathrm{ABC}$,$\triangle\mathrm{ACD}$ で余弦定理を用いると
\[ \mathrm{AC}^2=4+9-12\cos B=1+16-8\cos D=17+8\cos B \]
よって $13-12\cos B=17+8\cos B$ より $\cos B=-\dfrac{1}{5}$
(2) $0^\circ<B<180^\circ$ より $\sin B>0$ であるから $\sin B=\sqrt{1-\dfrac{1}{25}}=\dfrac{2\sqrt{6}}{5}$.また,$\sin D=\sin(180^\circ-B)=\sin B$ であるから
\[ \frac{1}{2}\cdot 2\cdot 3\sin B+\frac{1}{2}\cdot 1\cdot 4\sin D=5\sin B=2\sqrt{6} \]
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