∠PBC=x とし,線分 BC に関して A と対称な点を A′ とする.
∠BA′C+∠CPB=(4x+2x)+(180∘−5x−x)=180∘
なので 4 点 A′,B,C,P は同一円周上にある.
よって ∠PBA′=∠PA′B=5x であるため BP=A′P が分かる.
また,直線 AP と BC の交点を D とすると三角形 ABD が二等辺三角形であるため BD=AD=A′D が分かる.
これらより直線 PD は BA′ の垂直二等分線であるため,
AB=AA′ であり,
三角形 ABA′ は正三角形である.従って,
∠ABA′=8x=60∘ より x=7.5∘ を得るから
∠PCA=180∘−7.5∘×15=67.5∘ である.
特に解答すべき値は 137.
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