日本数学オリンピック(JMO)2012年予選の問題

 

接線というのは、曲線(この問題の場合は円)と1点のみ共有する直線、要するに、1点だけでくっついている直線のことです。
中学数学で習う円周角の定理と接弦定理を知っていれば楽勝と言える問題ですが、小学生の場合は厳しいので、円がらみの問題の基本に忠実に解くことにします。
円周上の点と円の中心(Oとします)を直線で結びます。

 
接点(円と直線が接している点)と円の中心を結ぶと、図のように直角となります(このことは、中学受験生なら知っているでしょう)。
角ABOの大きさは90-30=60度となります。
二等辺三角形OCDに着目すると、角CDOの大きさは90-10=80度となります。
二等辺三角形OBDに着目すると、角OBDの大きさと角ODBの大きさは等しくなります。
この角の大きさを〇度とすると、角ABDの大きさは(60+〇)度となり、角BDCの大きさは(80-〇)度となります。
平行線(直線ABと直線CD)における錯角は等しいから、
  60+〇=80-〇
  〇×2=80-60
  〇=20/2=10
となります。
したがって、角BDCの大きさは
  80-10
 =70度
となります。

 

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