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第2問

AA を、中心がそれぞれ O1,O2O_1,O_2 である異なる同一平面上の円 C1,C2C_1,C_2 の二つの交点の一つとする。一方の共通接線は P1,P2P_1,P_2 で接し、他方は Q1,Q2Q_1,Q_2 で接する。M1,M2M_1,M_2 をそれぞれ P1Q1,P2Q2P_1Q_1,P_2Q_2 の中点とする。∠O1AO2=∠M1AM2\angle O_1AO_2=\angle M_1AM_2 を証明せよ。
ステップ 5/5: 有向角をつないで結論する
∠O1AO2=∠M1AM2\angle O_1AO_2=\angle M_1AM_2
詳しい解説

AO1AO_1 から AO2AO_2 への角を中間の半直線 AM1,AM2AM_1,AM_2 を通って分解すると、ステップ4の等しい補正角が相殺する:∠(AO1,AO2)=∠(AO1,AM1)+∠(AM1,AM2)+∠(AM2,AO2)=∠(AM1,AM2)\angle(AO_1,AO_2)=\angle(AO_1,AM_1)+\angle(AM_1,AM_2)+\angle(AM_2,AO_2)=\angle(AM_1,AM_2)。よって ∠O1AO2=∠M1AM2\angle O_1AO_2=\angle M_1AM_2。