$\triangle ABC$ において、$AB = 4$, $AC = 3$ のとき、$BC$ の長さを求める問題です。ただし、問題文からこの三角形がどのような三角形であるか(例えば直角三角形であるかなど)は不明であるため、余弦定理を用いる必要があります。

幾何学三角形余弦定理辺の長さ角度
2025/6/30

1. 問題の内容

ABC\triangle ABC において、AB=4AB = 4, AC=3AC = 3 のとき、BCBC の長さを求める問題です。ただし、問題文からこの三角形がどのような三角形であるか(例えば直角三角形であるかなど)は不明であるため、余弦定理を用いる必要があります。

2. 解き方の手順

A\angle A の大きさを θ\theta とします。余弦定理より、
BC2=AB2+AC22ABACcosθBC^2 = AB^2 + AC^2 - 2 \cdot AB \cdot AC \cdot \cos{\theta}
BC2=42+32243cosθBC^2 = 4^2 + 3^2 - 2 \cdot 4 \cdot 3 \cdot \cos{\theta}
BC2=16+924cosθBC^2 = 16 + 9 - 24 \cos{\theta}
BC2=2524cosθBC^2 = 25 - 24 \cos{\theta}
問題文に具体的な角度に関する情報がないので、cosθ\cos{\theta} が指定されていません。したがって、この問題文だけでは BCBC の長さを一意に定めることはできません。
ただし、問題の意図として、A=60\angle A = 60^{\circ} または他の特定の角度が想定されている可能性があります。もしA=60\angle A = 60^{\circ}であれば、cos60=12\cos{60^{\circ}} = \frac{1}{2}なので
BC2=252412=2512=13BC^2 = 25 - 24 \cdot \frac{1}{2} = 25 - 12 = 13
BC=13BC = \sqrt{13}
もしA=90\angle A = 90^{\circ} (直角三角形)であれば、cos90=0\cos{90^{\circ}} = 0なので
BC2=25240=25BC^2 = 25 - 24 \cdot 0 = 25
BC=25=5BC = \sqrt{25} = 5
しかし、問題文から角度が特定できないため、一般的に余弦定理を用いることしかできません。
もし問題文の前に、例えば A=60\angle A = 60^{\circ} であるという情報があれば、BC=13BC = \sqrt{13} となります。同様に、A=90\angle A = 90^{\circ}であれば、BC=5BC = 5となります。
問題文だけで考えると解答は不可能です。
(1) の解答を参考にすると、A=120\angle A=120^{\circ}のときcos120=12\cos{120^{\circ}} = -\frac{1}{2}であると推測できます。その場合、BC2=2524(12)=25+12=37BC^2 = 25 - 24(-\frac{1}{2}) = 25 + 12 = 37よりBC=37BC = \sqrt{37}となります。

3. 最終的な答え

角度が不明なので、余弦定理から、BC=2524cosθBC=\sqrt{25 - 24\cos{\theta}}となります。
ただし、A=120\angle A=120^{\circ}と仮定すると、BC=37BC=\sqrt{37}となります。
ア = 37
したがって、答えは 37\sqrt{37} です。

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