太郎さんと花子さんが、三角形ABDに余弦定理を適用して得られた二次方程式を解き、ADの長さを求めようとしている。問題は、BDと∠BADの値を代入して得られる二次方程式の解の一つが$\frac{クケ}{コサ}$であるとき、もう一つの解が何を表しているか、および、図1における線分$\boxed{ツ}$の長さ、線分$\boxed{テ}$の長さを求める問題である。

幾何学余弦定理二次方程式三角形線分の長さ図形問題
2025/8/6

1. 問題の内容

太郎さんと花子さんが、三角形ABDに余弦定理を適用して得られた二次方程式を解き、ADの長さを求めようとしている。問題は、BDと∠BADの値を代入して得られる二次方程式の解の一つがクケコサ\frac{クケ}{コサ}であるとき、もう一つの解が何を表しているか、および、図1における線分\boxed{ツ}の長さ、線分\boxed{テ}の長さを求める問題である。

2. 解き方の手順

まず、BDの長さを求める。BD:DC=7:8より、BD=78DCBD = \frac{7}{8}DCである。
次に、x2(14cosBAD)x+49BD2=0x^2 - (14 \cos∠BAD)x + 49 - BD^2 = 0という二次方程式に、BDと∠BADの値を代入する。
この二次方程式の解を求める。一つの解がクケコサ\frac{クケ}{コサ}であるとき、もう一つの解が何を表しているかを考察する。
問題文から、図1を参照し、線分\boxed{ツ}と線分\boxed{テ}がどの線分を表しているかを判断する。
図1において、点H₁は点Bから直線ADに下ろした垂線の足であり、点H₂は点Cから直線ADに下ろした垂線の足である。点E₁は直線BH₁に関して点Dと対称な点であり、点E₂は直線CH₂に関して点Dと対称な点である。

3. 最終的な答え

BD = 715\frac{7}{15} DC
線分\boxed{ツ} は図1における線分AE₂の長さを表している
線分\boxed{テ} はAE₂の長さを表している。

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