130205 初版
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どこかでみたような問題を解いていく。 この問題は解説を読む前に解いてみないと価値がない。

点O を中心とする半径3の円O と,
点O を通り,点P を中心とする半径1の円P を考える。
円P と点O における接線と 円O との交点を A, B とする。
また,円O の周上に,点B と異なる点C を, 弦AC が円P に接するようにとる。
弦AC と円P の接点をD とする。
三角形ABC の内接円の半径は \(\dfrac{6}{5}\) である。

この問題はまず,図をかくことからはじめる。
次のような図がかけただろうか。
手本がないとできないものである。 普段の経験と自ら問題に臨む姿勢が問われている。

これは計算機を使って canvas という HTML5 のよさを生かしてかいているから,
このようにきれいに正確にかけるのだが,
フリーハンドでは上手くいかない。
そこを計算で補うのが以下の問いである。
図による可視化と,論理と計算が三位一体となり,
必要があれば相互に調整しながら解いていくのである。

点O の周上に,点E を線分CE が円O の直径となるようにとる。
三角形ABC の内接円の中心をQ とし, 三角形CEA の内接円の中心をR とする。

CE は直径だから,∠CAE=90°
三角形ABC と CEA は合同な直角三角形である。
したがって,四角形ACBE は長方形である。
三角形CEA の内接円の半径も \(\dfrac{6}{5}\) である。
同じ半径の円だから,QR は AC と平行である。
図のように接点S, T をとると,\({\rm QR} = {\rm ST} = \dfrac{12}{5}\) であり,
この2つの円は外接する。
つづく