問題18の答え

[解答その1ー1] 

(△ABMの外心が直線BMの下にあるとき)
∠B=30 より△ABMの外心Dをとると、
 △ADMは正三角形 で BD=DM 
∠BMD=∠AMD−∠AMB
=60−3X
 CAの延長上にAM=AE となる点Eを
 とると、△AEMは底角Xの二等辺三角
 △EMCはEM=MC の二等辺三角形
   であることがわかる EM=MC=BM
  またAE=AM=MD=DB より
  △BDM≡△EAM、∠AME=∠BMD
      X=60ー3X をといて X=15


問題18の解答図


[解答その1ー2] 

(△ABMの外心が直線BMの上部にあるとき)
 ∠B=30 より△ABMの外心Dをとると、
 △ADMは正三角形 で BD=DM 
 ∠BMD=∠AMBー∠AMD
  =3Xー60
 CAの延長上にAM=AE となる点Eを
 とると、△AEMは底角Xの二等辺三角形
  △EMCはEM=MC の二等辺三角形
 であることがわかる EM=MC=BM
 またAE=AM=MD=DB より
  △BDM≡△EAM
 ∠AME=∠BMD
  X=3Xー60 をといて
      X=30  以上から
    答え X=15°、30°

補助線の問18の続き


(解答その1)の類似の解答として、△AMCを裏返してACに貼り付ける。このとき四角形AM(M)Cが等脚台形ができるようにする…という方法もあります。次に三角比を用いた↓[解答その2]です。2倍角も使用していますから、数�Uの範囲ということになります。

[解答その2] 

 BM=MC=α、 AM=β とする。
  ∠BAM=180−30−3X
       =150ー3X
  △ABMで正弦定理より、
  α/sin(150−3X)
        =β/sin30 より
  α/β=2sin(150−3X) …(ア)
  △AMCで正弦定理より
  α/sin2X=β/sinX より
α/β=sin2X/sinX =2cosX …(イ)
 (ア)、(イ)よりsin(150−3X)=cosX
                =sin(90−X)
  この方程式を解くと
  150−3X=90−X のとき
         X=30
  150ー3X=180−(90−X) 
    のとき X=15

       答え X=15°、30°


補助線の問18の別解