大学入試センター試験 2020年(令和2年) 追試 数学ⅠA 第2問 [1] 解説
アイ
まず、
求めたい
余弦定理なので、
途中式
となるけど、
仕方がないから両方計算して、
のとき
この三角形に余弦定理を使うと、
より
途中式
である。
これは、
のとき
この三角形に余弦定理を使うと、
より
式A
途中式
となる。
これは
このとき、
解答ア:4, イ:2
アドバイス
上の解説では、
けれど、三角形の図が思い浮かべられれば、次のような考え方もできる。
このとき、
今回、
なので、図Cの
よって、答えは
以上より、
説明は長くなったけれど、図のイメージさえ思いつけば考えるのは一瞬だ。
ウエ
次に、図Dのように点Cをとり、
より
途中式
である。
よって、
解答ウ:9, エ:5
別解
ゼンゼンお薦めじゃないんだけど、ウエを求めるのは 次のような方法もある。
図Aの点
図Eの
である。
より
さらに、
これを使って、
直角三角形
とかける。
これを計算して、
より
である。
これで、直角三角形
残る
直角三角形
なので
より
とかける。
これを計算して、
である。
よって、問われている
より
解答ウ:9, エ:5
オ~ク
さらに、図Fの青い三角形の外接円の半径を求める。
外接円の半径
正弦定理
どちらを使っても解けるので、せっかくだから両方解説する。
正弦定理を使った解法
まず、図Fの青い三角形のひとつの角の
求めやすいのは
図Fの
より
とかける。
これを解いて、
である。
ここまでの別解
ウエの別解の式Cで求めたように、
だった。
これを図Eに書き込むと、図Gができる。
図Gのオレンジの直角三角形に着目すると、
である。
以上で求めた
青い三角形の外接円の半径を
より
とかける。
これを解いて、
である。
解答オ:5, カ:1, キ:2, ク:8
三角形の面積の公式を使った解法
より
より
とかける。
これに式Eを代入すると、
よって、図Fの青い三角形に式Dを使うと、
より
と表せる。
これを解いて、
である。
解答オ:5, カ:1, キ:2, ク:8
ケコ
これまでの図に
図Hで
つまり、
よって、三平方の定理から
より
解答ケ:3, コ:6
上の解説のように、
面倒だけれど、別解のような作業になる。
まず、外心について復習しておこう。
復習
右図のように、三角形の外接円の中心(外心)を
3本の赤い線は等しい
3つの辺の垂直二等分線(緑の線)は外心で交わる
復習より、図Iのように 点
別解1
図Iの青い直角三角形に三平方の定理を使うと
より
とかける。
また、黄色い直角三角形に三平方の定理を使うと
より
とかける。
式Fから式Gを辺々引いて、
より
解答ケ:3, コ:6
アドバイス
くれぐれも、式Gの段階で
文字に値を代入するのは、文字のままだと それ以上計算が出来ない状態になってから。
別解2
これも お勧めというわけじゃないんだけど、せっかくだから もうひとつ解法を紹介しておく。
図Jの黄色い三角形は直角三角形なので、
より
図Jの緑の三角形に余弦定理を使うと
とかける。
これにそれぞれの値を代入すると
より
解答ケ:3, コ:6