共通テスト(数学) 過去問
令和6年度(2024年度)追・試験
問9 (数学Ⅰ・数学A(第1問) 問9)

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問題

共通テスト(数学)試験 令和6年度(2024年度)追・試験 問9(数学Ⅰ・数学A(第1問) 問9) (訂正依頼・報告はこちら)

三角形に関連する量と三角形の合同条件について考察する。

(1)ΔABCにおいて、BC=4であり、ΔABCの外接円の半径は4√3/3であるとする。このとき、∠BACの大きさについて二つの場合を考えることができ、そのうちの小さい方は( テ )であり、大きい方は( ト )である。さらに、ΔABCの面積は3√3/4であるとする。このとき、
AB・AC=( ナ )である。
∠BAC=( テ )のとき、余弦定理よりAB2+AC2=( ニヌ )なので
(AB+AC)2=( ネノ )である。よって、AC=( ハ )—ABより
AB=([ ヒ ]±√[ フヘ ])/2
である。
また、∠BAC=( ト )のとき、同様に考えるとAB=(√19±√7)/2であることがわかる。

( ト )にあてはまるものを1つ選べ。
  • 30°
  • 45°
  • 60°
  • 90°
  • 120°
  • 135°
  • 150°

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この過去問の解説 (2件)

01

(※問題文同様に、辺BC の長さを BC と記載します。)
前問(テ)より、
∠BAC = 60° または 120° が得られています。
このうち 60° は前問(テ)の解答です。

 

本設問は角度が「大きい」ほうを答えるので、
「120°」の選択肢が設問(ト)の解答となります。

 


前問(テ)

正弦定理より、
BC/(sin∠BAC) =「△ABC の外接円の直径」なので、
4/(sin∠BAC)  = (2・4√3)/3
⇔ sin∠BAC = 12/(8√3) = 3/(2√3) = (√3)/2
よって、∠BAC = 60° または 120°

選択肢5. 120°

∠BAC = 120°は、図形的には辺BC を弦BC として考えたときに、
∠BAC = 60° となる場合の反対側の弧上に点Aがある場合を表しています。
 

まとめ

正弦定理により得られた正弦から2つの角度を求めて、
鈍角のほうを答える設問です。
∠BAC = 60° または 120° が図形的に2つあり得る事は、
正弦の定義に合致する他に、
「円に内接する四角形の対角の和が180°になる事」とも整合しています。

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02

解答 ト:120° (大きい方を解答)

 

解説

正弦定理を用いる問題です。

 

ΔABCの外接円の半径をRとおくと、正弦定理より

BC/(sin ∠BAC) = 2R

つまり

sin ∠BAC = BC/2R 

であり、これにBC=4とR=4√3/3を代入して

sin ∠BAC = 4/(8√3/3) = 12/(8√3) = 12√3/24 = √3/2

 

sin ∠BAC = √3/2 となるのは ∠BAC = 60°、120°

 

この問題では大きい方を答えるので、答えは「ト:120°」です。

 

図は以下のようになります(厳密な図ではありません)。

4√3/3はおよそ2.3であることを考慮して丁寧に図を書くと、

図の見た目から60°と120°が答えになりそうであると

見当をつけることができます。

 

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