大学入学共通テスト(数学) 過去問
令和5年度(2023年度)本試験
問45 (数学Ⅰ・数学A(第5問) 問5)
問題文
<手順1>
(Step1)円Oと異なる点で交わり、中心Oを通らない直線lを引く。円Oと直線lとの交点をA、Bとし、線分ABの中点Cをとる。
(Step2)円Oの周上に、点Dを∠CODが鈍角となるようにとる。直線CDを引き、円Oとの交点でDとは異なる点をEとする。
(Step3)点Dを通り直線OCに垂直な直線を引き、直線OCとの交点をFとし、円Oとの交点でDとは異なる点をGとする。
(Step4)点Gにおける円Oの接線を引き、直線lとの交点をHとする。
このとき、直線lと点Dの位置によらず、直線EHは円Oの接線である。このことは、次の構想に基づいて、後のように説明できる。
<構想>
直線EHが円Oの接線であることを証明するためには、
∠OEH=( アイ )°であることを示せばよい。
手順1の(Step1)と(Step4)により、4点C、G、H、( ウ )は同一円周上にあることがわかる。よって、∠CHG=( エ )である。
一方、点Eは円Oの周上にあることから、( エ )=( オ )がわかる。よって、∠CHG=( オ )であるので、4点C、G、H、( カ )は同一円周上にある。
この円が点( ウ )を通ることにより、∠OEH=( アイ )°を示すことができる。
( カ )にあてはまるものを次のうちから1つ選べ。
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問題
大学入学共通テスト(数学)試験 令和5年度(2023年度)本試験 問45(数学Ⅰ・数学A(第5問) 問5) (訂正依頼・報告はこちら)
<手順1>
(Step1)円Oと異なる点で交わり、中心Oを通らない直線lを引く。円Oと直線lとの交点をA、Bとし、線分ABの中点Cをとる。
(Step2)円Oの周上に、点Dを∠CODが鈍角となるようにとる。直線CDを引き、円Oとの交点でDとは異なる点をEとする。
(Step3)点Dを通り直線OCに垂直な直線を引き、直線OCとの交点をFとし、円Oとの交点でDとは異なる点をGとする。
(Step4)点Gにおける円Oの接線を引き、直線lとの交点をHとする。
このとき、直線lと点Dの位置によらず、直線EHは円Oの接線である。このことは、次の構想に基づいて、後のように説明できる。
<構想>
直線EHが円Oの接線であることを証明するためには、
∠OEH=( アイ )°であることを示せばよい。
手順1の(Step1)と(Step4)により、4点C、G、H、( ウ )は同一円周上にあることがわかる。よって、∠CHG=( エ )である。
一方、点Eは円Oの周上にあることから、( エ )=( オ )がわかる。よって、∠CHG=( オ )であるので、4点C、G、H、( カ )は同一円周上にある。
この円が点( ウ )を通ることにより、∠OEH=( アイ )°を示すことができる。
( カ )にあてはまるものを次のうちから1つ選べ。
- A
- D
- E
- F
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この過去問の解説 (2件)
01
問43で,∠CHG=∠FOGであることを示しました。
四角形OCHGは円に内接する四角形ですから,
内角∠CHGと,その対角の外角∠FOGは等しくなります。
すなわち,∠CHG=∠FOG
また,問44で,∠FOG=∠DEGであることを示しました。
これらのことから,∠CHG=∠FOG=∠DEG=∠CEG,すなわち∠CHG=∠CEGが成り立ちます。
また,点Eは,直線CGに関して点Hと同じ側にあります。
したがって,4点C,G,H,Eは同一円周上にあります。
正解です。
図のように2点C,Dが直線ABに関して同じ側にあるとき,
∠ACB=∠ADBならば4点A,B,C,Dは同一円周上にあります。
円の外部の点については,∠APBのように∠ACBより小さくなり,
円の内部の点については,∠AQBのように∠ACBより大きくなります。
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02
前問までの結論を踏まえ、再び円周角の定理の逆を用います。
前問までの結果から、∠CHG=∠FOG=∠DEG=∠CEGです。これから、円周角の定理の逆より、
点C,G,H,Eが同一円周上にあるといえます。よって答えはEです。
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