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第5問

∠BCA=90∘\angle BCA=90^\circ の三角形 ABCABC で、C からの垂線の足を D とする。CD の内部に X を取り、AX 上の K を BK=BCBK=BC、BX 上の L を AL=ACAL=AC となるように定め、M=AL∩BKM=AL\cap BK とする。MK=MLMK=ML を示せ。
ステップ 2/5: 補助点 R を導入する
ざっくり言うと

C の先に R を取ると二つの直角三角形が相似になり、後の円が自然に現れる。

DX⋅DR=BD⋅ADDX\cdot DR=BD\cdot AD
詳しい解説

D から C を通って C の先へ向かう半直線上に、DX⋅DR=BD⋅ADDX\cdot DR=BD\cdot AD となる R を取る。∠BDX=∠RDA=90∘\angle BDX=\angle RDA=90^\circ なので三角形 RADRAD と BXDBXD は相似。従って ∠XBD=∠ARD\angle XBD=\angle ARD であり、手順1より ∠ALD=∠ARD\angle ALD=\angle ARD。