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※ ChatGPTを利用し、要約された質問です(原文:高校数学の三角比の問題です 3-9)

高校数学の三角比の問題です 3-9

akinomyogaの回答

回答No.1

■1■ OE が円O'に外接すること > まず弦がABで中心角がO'ですが、このような円が外接するというのは確実に起こることなのですか?  (a) 円O'が△ABEに外接する事→これは、そもそも円O'その様に選んで作ったので当たり前です。  (b) そうやって決めた円O' が図のx軸(直線OE) に外接するのか→必ずしも外接しない。距離OEによる。  (c) 距離OEを調整する事によって、円O'がx軸に外接する様にできるのか→必ずできる。 (c) については、例えば  (A) 実際にできると仮定した時に (解説の通りに) OE = 2.4 と求まり、それを使って改めて図を描いて実際に実現可能であるという事を確かめられる。 或いは、"仮説を導入して議論した後で整合性を検査する" というのが嫌であれば、例えば、以下の様な議論で距離OEを調整して外接させる事ができる事が分かります(もっとすっきりした示し方もあるかも)。  (B) 円の中心O' はABの垂直二等分線とBEの垂直二等分線の交点として求められる。距離OE が充分小さい (E が O の近くにある) 時、AB, BE の垂直二等分線はほぼ平行であり、円の中心O'はずっと遠くにある。つまり O' は E より右にある。一方で、距離OE が充分に大きければBEの垂直二等分線はほぼ y 軸に平行になる。この時 O' は E より左にある。従って、距離 OE を 0 から段々と大きくしていく間に、必ず E と O' のx座標が同じになる距離OEが存在する。この時、∠O'EO = 90度 であり、直線OEは円O'の接線になっている。つまり、この時の距離OEが、円O'がx軸に外接する様な距離OEである。 ■2■O'Eが最小の時にαが最大ということ > それと円O'(半径はO'E)が小さいほどαは大きく、αが最大になるのはO'Eが最小の時であるとあるのですが、何故この時にαが大きくなるのか分かりません、O'Eが最小の時というのも何故なのか分からないです 「O'E が最小の時」というのは「O'の *半径* が最小の時」という意味でしかなくて、線分O'Eそれ自体の幾何学的な配置は関係ありません。 先ず、αの範囲について  ∠ABE が鈍角なので α=∠BEA は常に鋭角である。つまり 0 < α < 90度. △BEAに対する正弦定理から  sin∠BEA = AB/(2半径),  sinα = AB/(2半径). 今、AB が固定で、半径が変化するとそれに応じて sinα が変化し、αも変化します。 0 < α < 90度では sinα はαの単調増加関数なので、  αをできるだけ大きくする  ⇔sinαをできるだけ大きくする  ⇔sinα = AB/(2半径) をできるだけ大きくする  ⇔半径をできるだけ小さくする  ⇔O'Eをできるだけ小さくする という事なので「O'Eが最小の時にαが最大になる」と言えます。

arutemawepon
質問者

お礼

御返答有難うございます

arutemawepon
質問者

補足

詳しい解説の方有難うございます、何度も読み返したのですが O'E⊥x軸のときαが最大になるのが、どうしても分からなかったです

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