素朴な長さの計算8
下図のような長方形ABCDがある。Mは辺ADの中点である。
BC=2、∠BMC=36°のとき、辺ABの長さを求めよ。
(答) 問題の図を見た瞬間に、下図のように補助線を引いて、相似な三角形を作るのは
定石だろう。(参考→ 「正5角形の作図と折り紙」)
このとき、MB=x とおけば、 EC=x−2 なので、△MBC∽△BCE より、
x : 2=2 : x−2 から、 x2−2x−4=0 よって、 x=1+
よって、 AB2=x2−1=5+2 より、 AB=√(5+2) (終)
大人気ないが、三角関数を用いれば、次のように解かれるだろう。
(別解) ∠AMB=72° なので、 72°=θ とおくと、 5θ=360°より、
3θ=360°−2θ
よって、 sin3θ=sin(360°−2θ)=−sin2θ から、
3sinθ−4sin3θ=−2sinθcosθ
sinθ≠0 なので、 3−4sin2θ=−2cosθ 即ち、3−4(1−cos2θ)=−2cosθ
より、 4cos2θ+2cosθ−1=0 から、 cosθ=(−1+)/4
このとき、 tan2θ=1/cos2θ−1=5+2 より、 tanθ=√(5+2)
したがって、 AB=tanθ=√(5+2) (終)
以下、工事中!