円の中に四角形ABDEがあり、円の中心をOとする。角ABCは50°である。線分ODとBCは平行である。角α(角BAE)の大きさを求める問題である。

幾何学四角形円周角の定理平行線二等辺三角形
2025/6/22

1. 問題の内容

円の中に四角形ABDEがあり、円の中心をOとする。角ABCは50°である。線分ODとBCは平行である。角α(角BAE)の大きさを求める問題である。

2. 解き方の手順

* 円周角の定理より、角BOCは角BACの2倍である。したがって、角BOCは 2×α=2α2 \times \alpha = 2\alpha である。
* ODとBCが平行なので、同位角が等しい。したがって、角BCOと角DOCは等しい。
* 三角形OBCはOB=OCの二等辺三角形なので、角OBC = 角OCB = 50°である。
* 三角形OBCの内角の和は180°なので、角BOC + 角OBC + 角OCB = 180°。
したがって、2α+50°+50°=180°2\alpha + 50° + 50° = 180°となる。
* 角DOC = 角OCB = 50°
* 角BOD = 角BOC + 角COD = 2α+502\alpha + 50°
* 円周角の定理より、角BED = 角BOD / 2 = (α+25)(\alpha + 25)°
* 四角形ABDEは円に内接するので、対角の和は180°である。したがって、角BAE + 角BDE = 180°。角BAE = αなので、α + 角BDE = 180°。
* 角BDE = 角BEC = (α+25)(\alpha + 25)° である。
* 四角形ABCEは円に内接しないので、角BAC + 角BEC = 180°とは言えない。
* 2α+50+50=1802\alpha + 50 + 50 = 180
2α=802\alpha = 80
α=40\alpha = 40
* 円周角の定理より、角BAC = α = 40°であれば、角BOC = 80°。
角OCB = 角OBC = 50°より、角BOC + 角OCB + 角OBC = 80 + 50 + 50 = 180°
したがって、三角形OBCは成り立つ。
* 角DOC = 角BCO = 50°
* 角BOD = 角BOC + 角DOC = 80 + 50 = 130°
* 角BED = 角BOD/2 = 130/2 = 65°
* 四角形ABDEは円に内接するので、角BAE + 角BDE = 180°
40 + 角BDE = 180°
角BDE = 140°
これは、角BDE = 65°と矛盾する。
二度手間を避けるため、再度解き直す。
円周角の定理より、角BOC = 2 * 角BAC = 2α
角OBC = 角OCB = 50° (三角形OBCが二等辺三角形であることより)
角DOC = 角OCB = 50° (OD//BCより)
角BOD = 角BOC + 角DOC = 2α + 50°
角BAD = 1/2 角BOD = α + 25°
四角形ABDEは円に内接するので、角BED + 角BAD = 180°
円周角の定理より、角BED = 角BAC = α
α + α + 25° = 180°
2α = 155°
α = 77.5°

3. 最終的な答え

7

7. 5°

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