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uchinyan
#28330
>三角関数でうまく手計算でできるのだろうか...
三角関数での解法を考えてみました。例によって公式使いまくりですが、思ったよりは簡単でした。

(解法3)
∠ABC = x, ∠ACB = y とします。すると、∠BAP = x+y, ∠APC = 2x+y, ∠APB = 180-(2x+y) です。
そして、求める △ABP の面積は、
△ABP = 1/2 * BP * AP * sin(∠APB) = 1/2 * BP * AP * sin(2x+y)
です。さて、
△ABP に正弦定理を使って、sin(∠ABP)/AP = sin(∠BAP)/BP、つまり、sin(x)/5 = sin(x+y)/13
△ACP に正弦定理を使って、sin(∠ACP)/AP = sin(∠APC)/AC、つまり、sin(y)/5 = sin(2x+y)/8
です。そこで、
13/5 = sin(x+y)/sin(x)
8/5 = sin(2x+y)/sin(y)
1 = 13/5 - 8/5 = sin(x+y)/sin(x) - sin(2x+y)/sin(y)
分母を払って
sin(x) * sin(y) = sin(x+y) * sin(y) - sin(2x+y) * sin(x)
積を和に変形して
cos(x+y) - cos(x-y) = cos(x+2y) - cos(x) - cos(3x+y) + cos(x+y)
- cos(x-y) = cos(x+2y) - cos(x) - cos(3x+y)
cos(3x+y) - cos(x-y) = cos(x+2y) - cos(x)
和を積に変形して
six(2x) * sin(x+y) = sin(x+y) * sin(y)
0 < x+y < 180 なので sin(x+y) ≠ 0 で、
sin(2x) = sin(y)
0 < 2x, y, 2x+y < 180 なので、
2x = y
になります。これより、
sin(2x+y)/sin(y) = 8/5
sin(2y)/sin(y) = 8/5
倍角の公式より
2 * sin(y) * cos(y) / sin(y) = 8/5
cos(y) = 4/5
sin(y) = 3/5
そこで、
sin(2x+y) = 3/5 * 8/5 = 24/25
これより、
△ABP = 1/2 * BP * AP * sin(2x+y) = 1/2 * 13 * 5 * 24/25 = 13 * 12/5 = 156/5 cm^2
になります。
ネコの住む家   9月28日(木) 22:13:16   MAIL:uchi@sco.bekkoame.ne.jp   28332

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