図形の性質

平面図形の角度問題

円と接線の角度

図形の性質の「平面図形の角度問題」を、答えを先に押さえてから理解できる形に整理したページです。「円と接線の角度」でつまずきやすい点も含めて、学習の流れを短く確認できます。

数学A 約12分 難易度 2 図つき

このページのまとめ

先に押さえておくこと

平面図形の角度問題の要点をまとめたページです。先に答えを確認してから、解き方とつまずきやすい点を順にたどれます。

答えの要点

図と式の対応や答えの条件を、先に短く確認できます。

  • テーマ: 円と接線の角度
  • ポイント: 図形の性質の要点を、図と式を往復しながら確認しやすい記事です。
  • 次に読むなら: 関連ページ、またはアプリで類題演習

問題

下の図のように、直線llは円O\mathrm{O}の点A\mathrm{A}における接線である。B\mathrm{B}, C\mathrm{C}, D\mathrm{D}は円周上の点で、四角形ABCD\mathrm{ABCD}は円に内接している。∠BAl=35°\angle \mathrm{BAl}=35°, ∠ABD=40°\angle \mathrm{ABD}=40°, ∠DBC=25°\angle \mathrm{DBC}=25°とする。

35° 40° 25° A B C D l

(1)(1)\quad ∠ACB\angle \mathrm{ACB}を求めよ。

(2)(2)\quad ∠ADC\angle \mathrm{ADC}を求めよ。

答えを見る

(1)  (1)\; ∠ACB=35°‾\angle \mathrm{ACB}=\underline{35°}

(2)  (2)\; ∠ADC=115°‾\angle \mathrm{ADC}=\underline{115°}

解説

円の性質を利用した角度の問題について解説します。

この問題では、3つの重要な定理を組み合わせて角度を求めます。まず、使う定理を確認しましょう。

3つも定理があると、どれをどこで使えばいいか迷います...

大丈夫!1つずつ順番に使っていけば解けるよ。

まずは(1)(1)から見ていこう。

それでは問題を解いていきましょう!

(1)(1)\quad ∠ACB\angle \mathrm{ACB}を求めよ。

接線llと弦AB\mathrm{AB}のなす角∠BAl=35°\angle \mathrm{BAl}=35°が与えられています。

35° ? A B C l

接線と弦のなす角が出てきたら、まず接弦定理\textcolor{red}{\text{接弦定理}}を思い出そう!

接弦定理より、接線llと弦AB\mathrm{AB}のなす角は、弧AB\mathrm{AB}に対する円周角∠ACB\angle \mathrm{ACB}に等しいので、

∠ACB=∠BAl=35°‾\angle \mathrm{ACB} = \angle \mathrm{BAl} = \underline{35°}

接弦定理を使えば一発で求まるんですね!

その通り!接線と弦のなす角が出てきたら接弦定理、これが鉄則だよ。

(2)(2)\quad ∠ADC\angle \mathrm{ADC}を求めよ。

(2)(2)では、∠ADC\angle \mathrm{ADC}を求めます。ここでは円に内接する四角形\textcolor{red}{\text{円に内接する四角形}}の性質を使いましょう。

65° ? A B C D

まず∠ABC\angle \mathrm{ABC}を求めよう。問題文で∠ABD=40°\angle \mathrm{ABD}=40°、∠DBC=25°\angle \mathrm{DBC}=25°と与えられているね。

∠ABC=∠ABD+∠DBC=40°+25°=65°\angle \mathrm{ABC}=\angle \mathrm{ABD}+\angle \mathrm{DBC}=40°+25°=65°

四角形ABCD\mathrm{ABCD}は円に内接しているから、対角の和が180°180°ですよね?

正解!∠B\angle \mathrm{B}と∠D\angle \mathrm{D}は対角だから、和が180°180°になるよ。

円に内接する四角形の性質より、∠B+∠D=180°\angle \mathrm{B}+\angle \mathrm{D}=180° なので、

∠ADC=180°−∠ABC\angle \mathrm{ADC}=180°-\angle \mathrm{ABC}
=180°−65°=180°-65°
=115°‾=\underline{115°}

(1)(1)で接弦定理、(2)(2)で円に内接する四角形の性質を使ったね。

さらに、円周角の定理から面白いことがわかるよ。

どういうことですか?

∠ADB\angle \mathrm{ADB}は弧AB\mathrm{AB}に対する円周角だよね。(1)(1)で求めた∠ACB\angle \mathrm{ACB}も同じ弧AB\mathrm{AB}に対する円周角だから...

あ!同じ弧に対する円周角だから∠ADB=∠ACB=35°\angle \mathrm{ADB}=\angle \mathrm{ACB}=35°ですね!

35° 35° A B C D

その通り!このように3つの定理はお互いに関連し合っているんだ。

検算としても使えるから覚えておこう。

実際に確認してみましょう。∠ADC=∠ADB+∠BDC\angle \mathrm{ADC}=\angle \mathrm{ADB}+\angle \mathrm{BDC} ですが、

  • ∠ADB=35°\angle \mathrm{ADB}=35°(弧AB\mathrm{AB}に対する円周角 =∠ACB= \angle \mathrm{ACB})
  • ∠BDC\angle \mathrm{BDC}は弧BC\mathrm{BC}に対する円周角

ここで弧BC\mathrm{BC}に対する円周角は∠BAC\angle \mathrm{BAC}とも等しいので、△ABC\triangle \mathrm{ABC}の内角から∠BAC=180°−65°−35°=80°\angle \mathrm{BAC}=180°-65°-35°=80°と求められます。

よって∠BDC=80°\angle \mathrm{BDC}=80°となり、∠ADC=35°+80°=115°\angle \mathrm{ADC}=35°+80°=115°と別の方法でも確認できました。

このページのまとめ

ここでは円の性質を利用した角度の問題について学習しました。

この問題で使った定理をまとめておきましょう。

  • 接弦定理\textbf{接弦定理}:接線と弦のなす角==弧に対する円周角
  • 円周角の定理\textbf{円周角の定理}:同じ弧に対する円周角は等しい
  • 円に内接する四角形\textbf{円に内接する四角形}:対角の和は180°180°

これらの定理は組み合わせて出題されることが多いので、どの条件が出てきたらどの定理を使うかを素早く判断できるように練習しておきましょう!

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