図形の性質の問題
中心 、半径 の円があり、円の外部の点 は を満たす。 からこの円に 2 本の接線を引き、接点を , とする。また、 に近い側の弧 上(両端を除く)に点 をとり、 における円の接線が線分 , と交わる点をそれぞれ , とする。 の周の長さを求めよ。
この問題で使うもの
- 接線の長さ(説明と入口の問題)
この問題を解けるようになるまで(25 技能)
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右端(太枠)がこの問題で使う技能です。左へドラッグすると、さらに前の前提をさかのぼれます。技能を押すと、そこまでの道筋が光ります。
ヒント
行き詰まったら、上から順に 1 つずつ開いてください。
ヒント 1
円外の点から引いた 2 本の接線の長さは等しいこと、および接線の長さ を使います。
ヒント 2
点 から円への接線は と 、点 から円への接線は と です。これらの長さの関係を使って を書きかえましょう。
ヒント 3
で、 なので、周の長さは と表せます。
答えと解説
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解説を読む
手順 1:接線 の長さを求める。
円の接線は接点を通る半径に垂直なので、 である。直角三角形 に三平方の定理を使うと
円外の点から引いた 2 本の接線の長さは等しいので、 である。
手順 2:接線の長さが等しいことを , で使う。
点 からは、円に接線 と が引かれているので 。
点 からは、円に接線 と が引かれているので 。
手順 3:周の長さを計算する。
は線分 上にあるので 。よって
したがって、 の周の長さは である(点 の位置によらない)。
別解
であり、同様に 。
点 Q から円への 2 本の接線の長さは等しいので 。同様に 。
よって の周の長さは
。
検算:T が弧 AB の中点のとき、QR は PO に垂直で OT=6、PT=4。角 APO について , なので、QT=4·(3/4)=3、QR=6、PQ=4/cos=4/(4/5)=5。周は 5+5+6=16 で一致する。