円に内接する四角形ABCDにおいて、$∠P = 28°$、$∠Q = 58°$が与えられているとき、$∠DAB$の大きさを求める問題です。

幾何学四角形内接円周角角度
2025/4/10

1. 問題の内容

円に内接する四角形ABCDにおいて、P=28°∠P = 28°Q=58°∠Q = 58°が与えられているとき、DAB∠DABの大きさを求める問題です。

2. 解き方の手順

まず、CBA∠CBAを求めます。P=28°∠P = 28°は円周角であり、弧ACに対する円周角です。同様に、CBA∠CBAも弧ACに対する円周角なので、CBA=P=28°∠CBA = ∠P = 28°となります。
次に、BCD∠BCDを求めます。三角形QCDにおいて、内角の和は180°なので、QCD=180°QQDC∠QCD = 180° - ∠Q - ∠QDCとなります。QDC∠QDCADC∠ADCと同じなので、QDC=ADC∠QDC = ∠ADCであり、QCD=180°QADC∠QCD = 180° - ∠Q - ∠ADCとなります。
また、Q=58°∠Q = 58°なので、QCD=180°58°ADC=122°ADC∠QCD = 180° - 58° - ∠ADC = 122° - ∠ADCとなります。
ここで、四角形ABCDは円に内接しているので、対角の和は180°です。したがって、ADC+ABC=180°∠ADC + ∠ABC = 180°となります。
ABC=CBA+ABD=28°+ABD∠ABC = ∠CBA + ∠ABD = 28° + ∠ABDなので、ADC+28°+ABD=180°∠ADC + 28° + ∠ABD = 180°となり、ADC=152°ABD∠ADC = 152° - ∠ABDです。
したがって、BCD=122°(152°ABD)=ABD30°∠BCD = 122° - (152° - ∠ABD) = ∠ABD - 30°となります。
四角形ABCDが円に内接しているので、DAB+BCD=180°∠DAB + ∠BCD = 180°です。
したがって、DAB+ABD30°=180°∠DAB + ∠ABD - 30° = 180°となります。
DAB=180°ABD+30°=210°ABD∠DAB = 180° - ∠ABD + 30° = 210° - ∠ABDとなります。
ここで、ADC∠ADCを考えると、ADC+ABC=180°∠ADC + ∠ABC = 180°なので、ADC+28°=180°∠ADC + 28° = 180°となり、ADC=152°∠ADC = 152°です。
三角形ADQを考えると、ADQ=ADC=152°∠ADQ = ∠ADC = 152°Q=58°∠Q = 58°なので、DAQ=180°152°58°=30°∠DAQ = 180° - 152° - 58° = -30°となり、矛盾が生じます。
CBA=28∠CBA=28^{\circ}である。
四角形ABCDは円に内接しているので、DAB+DCB=180∠DAB+∠DCB=180^{\circ}である。
また、DCB∠DCBは、DCQ∠DCQQCB∠QCBに分けられる。Q=58∠Q=58^{\circ}であり、三角形CDQの内角の和から、CDQ=18058DCQ∠CDQ = 180^{\circ} - 58^{\circ} - ∠DCQ。また、CDA+ABC=180∠CDA + ∠ABC = 180^{\circ}で、ABC=CBA=28∠ABC = ∠CBA = 28^{\circ}だから、CDA=152∠CDA = 152^{\circ}。よって、CDQ=152∠CDQ = 152^{\circ}なので、DCQ=18058152=30∠DCQ = 180^{\circ} - 58^{\circ} - 152^{\circ} = -30^{\circ}。これは矛盾するので、三角形CDQの構成がおかしい。
点PからCに線を引くと、PCB∠PCBは円周角である。
DCB=180DAB∠DCB = 180 - ∠DABより、DAB+BCD=180°∠DAB + ∠BCD = 180°
P=CBA=28°∠P = ∠CBA = 28°
Q=58°∠Q = 58°
CDA+ABC=180°∠CDA + ∠ABC = 180°より、CDA=180°28°=152°∠CDA = 180° - 28° = 152°
DCQ=180°58°152°=30°∠DCQ = 180° - 58° - 152° = -30°
DCQ=58+x=180∠DCQ = 58 + x = 180
DAB=y∠DAB = y
BCD=180y∠BCD = 180-y
angleADC+angleABC=180angle ADC + angle ABC = 180
三角形ADQより、DAQ+Q+angleADQ=180∠DAQ + ∠Q+ angle ADQ=180
180angleBCD=y180 - angle BCD = y
angleBCD+angleDAB=180angle BCD +angle DAB = 180
angleBCD=angleQ+angleP=58+28=86angleBCDangle BCD = angle Q + angle P = 58 +28 = 86 angle BCD
y+86=180y+86 = 180
y=94y = 94

3. 最終的な答え

∠DAB = 94°

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