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OMCB034

OMCB034(F) - 面積を用いる別解その2(座標)

ユーザー解説 by Tempurabc

(座標を用いる発想に至るまで)

 ユーザー解説同様,三角形の面積の公式 S=r2(a+b+c)S=\dfrac{r}{2}(a+b+c) を用いたい.
 BC=1213BC=121 \sqrt{3} はすぐにわかるので,点 AA から辺 BCBC に下した垂線の足を HH としたとき,AHAHAB+ACAB+AC の値がわかれば rr が求まる.
 ここで,円 Ω\Omega の点 AA を含まない弧 BCBC の中点を MM とすると,AB+AC=AMAB+AC=AM である(四角形 ABMCABMC に Ptolemy の定理を適用すればよい).よって,AHAHAMAM の値がわかれば rr の大きさが求まる.
 以上の考察から,円 Ω\Omega の中心を原点とし,直線 OMOMxx 軸となるように直交座標を設定すれば問題が解けるだろうと考えられる.


 円 Ω\Omega の中心を原点とし, B(1212,12123),C(1212,12123),M(121,0)B\left(\dfrac{121}{2},\dfrac{121}{2}\sqrt{3}\right), C\left(\dfrac{121}{2},-\dfrac{121}{2}\sqrt{3}\right),M(-121,0) となるように座標軸を設定する.
 円 γ\gamma の中心を PP とすると,PPxx 座標は1632\dfrac{163}{2} であり,OP=100OP=100 である.三平方の定理から P(1632,112111)P\left( \dfrac{163}{2}, \dfrac{11}{2}\sqrt{111}\right) である.
 次に OA=121100OP\overrightarrow{OA}=\dfrac{121}{100}\overrightarrow{OP} より,A(121163200,113200111)A\left(\dfrac{121 \cdot 163}{200},\dfrac{11^3}{200}\sqrt{111}\right) である.
 あとは計算さえ頑張ればよい.AH=1211632001212=12163200AH=\dfrac{121 \cdot 163}{200}-\dfrac{121}{2}=\dfrac{121 \cdot 63}{200}AMAM は三平方の定理を用いれば 113310\dfrac{11^3 \sqrt{3}}{10} となる.
 最後に,ここまでで得た値を S=r2(a+b+c)S=\dfrac{r}{2}(a+b+c) に代入していけば,rr の大きさが求まる.