高校数学[総目次]
数学A 第3章 図形の性質
第3章 図形の性質
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1. チェバの定理 | [無料] | [会員] | |
2. メネラウスの定理 | [無料] | [会員] | |
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4. メネラウスの定理の逆 | [会員] | ||
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1. 円周角の定理 | [会員] | ||
2. 円周角の定理の逆 | [会員] |
1.接弦定理
証明の方針
1.∠TABが鋭角,直角,鈍角の3通りに場合分け.
↓
2.半円の弧に対する円周角が90°であることを利用.
証明
[1] ∠TABが鋭角のとき
直径AODをとると,∠ACB$=$∠ADB(∵円周角の定理)より,
\[\angle{\rm TAB}=\angle{\rm ADB}\ \ \cdots(*)\]
を示せばよい.
\[\begin{align*} \angle{\rm TAB}&=\angle{\rm DAT}-\angle{\rm DAB}\\[5pt] &=\ 90^\circ-\angle{\rm DAB}\ \ \cdots\mbox{①} \end{align*}\]
また,半円の弧に対する円周角は90°であるから∠ABD$=$90°.よって△ABDの内角の関係より,
\[\begin{align*} \angle{\rm ADB}&=180^\circ-(\angle{\rm ABD}+\angle{\rm DAB})\\[5pt] &=180^\circ-(\ 90^\circ+\angle{\rm DAB})\\[5pt] &=\ 90^\circ-\angle{\rm DAB}\ \ \cdots\mbox{②} \end{align*}\]
よって,①,②より $(*)$ が示された.
[2] ∠TABが直角のとき
半円の弧に対する円周角は90°であるから∠TAB$=$∠ACBは成り立つ.
[3] ∠TABが鈍角のとき
図のように点Sをとると,∠SACは鋭角であるから,先に示した[1]により
\[\angle{\rm SAC}=\angle{\rm ABC}\]
よって,∠SAT$=$180°であるから,
\[\begin{align*} \angle{\rm TAB}&=180^\circ-(\angle{\rm SAC}+\angle{\rm CAB})\\[5pt] &=180^\circ-(\angle{\rm ABC}+\angle{\rm CAB})\ \ \cdots\mbox{③} \end{align*}\]
一方,△ABCの内角の関係より
\[\angle{\rm ACB}=180^\circ-(\angle{\rm ABC}+\angle{\rm CAB})\ \ \cdots\mbox{④}\]
③,④より∠TAB$=$∠ACBが示された.
■
2.接弦定理の逆
証明の流れ
1.点Aを通る接線上に点T$’$をとる.
↓
2. 上で示した接弦定理を利用
証明
図のように点Aを通る円の接線上に点T$’$をとると,接弦定理により
\[\angle{\rm T’AB}=\angle{\rm ACB}\]
が成り立つ.よって仮定の式とから,
\[\angle{\rm TAB}=\angle{\rm T’AB}\]
従って2直線AT,AT’は一致するから,直線ATは円の接線である.
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