MathLabs

第1問

∠A<60∘\angle A<60^\circ を満たす三角形 ABCABC を考える。XX と YY をそれぞれ辺 ABAB と ACAC 上の点で、CA+AX=CB+BXCA+AX=CB+BX および BA+AY=BC+CYBA+AY=BC+CY を満たすものとする。直線 PXPX と PYPY がそれぞれ ABAB と ACAC に垂直となる平面上の点 PP に対し、∠BPC<120∘\angle BPC<120^\circ を証明せよ。
ステップ 2/5: IP の中点を用いる
M=mid⁡(DX)=mid⁡(AB),N=mid⁡(EY)=mid⁡(AC)M=\operatorname{mid}(DX)=\operatorname{mid}(AB),\quad N=\operatorname{mid}(EY)=\operatorname{mid}(AC)
詳しい解説

O を IP の中点とし、M,N を O から AB,AC への垂足とする。P は X を通る AB への垂線上、I は D を通る同様の垂線上にあるので、M は DX の中点である。同様に N は EY の中点である。BD=AX、CE=AY より M,N はそれぞれ AB,AC の中点となる。