MathLabs

第1問

AB=aAB=a, AD=1AD=1, ∠BAD=α\angle BAD=\alpha をもつ平行四辺形 ABCDABCD を考える。△ABD\triangle ABD が鋭角なら、A,B,C,DA,B,C,D を中心とする半径 11 の4円が平行四辺形を覆うことと a≤cos⁡α+3sin⁡αa\le\cos\alpha+\sqrt3\sin\alpha は同値であることを証明せよ。
ステップ 5/6: 二次不等式を解く
cos⁡α−3sin⁡α≤a≤cos⁡α+3sin⁡α\cos\alpha-\sqrt3\sin\alpha\le a\le\cos\alpha+\sqrt3\sin\alpha
詳しい解説

二次式の根は cos⁡α±3sin⁡α\cos\alpha\pm\sqrt3\sin\alpha なので、その間で不等式が成り立つ。a≤1a\le1 なら三角形全体が AA 中心の単位円板内にあり、鋭角 α\alpha では上側の根が 11 より大きいので被覆は明らか。a>1a>1 なら下側の根は高々 11 で下側条件は自動的である。従って残る条件は a≤cos⁡α+3sin⁡αa\le\cos\alpha+\sqrt3\sin\alpha だけである。