(解答例)

MからBCに平行に引いた直線とACとの交点をPとする。
すると、△AMPと△ABCは相似で、AB=ACだから、AM=AP また MB=PC。
また、∠ABC=∠ACBだから、△MBCと△PCBは、2辺が等しく(MB=PC、BC共通)、その挟角も等しいので合同。したがって、∠BCM=∠CBP。
また、AN:NB=2:1、AC:AP=AB:AM=2:1で、∠Aが共通だから、△ANCと△ABPとは相似。したがって、NCとBPとは平行。
したがって、∠BCN=∠PBC。
ゆえに、∠BCM=∠PBC=∠BCN。
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BCに対するAの対称点をDとすると
ABDCは菱形、BNDCは平行四辺形になる。
CNとBDの交点をLとすると、対角線は互いに
他を二等分するのでBL=LD
MB=BL(=1/2AB)
<MBC=<LBC
BCは共通
二辺狭角が同じなので△MBC≡△DBC
故に<MCB=<BCN
難関中学の入試問題に出てきそうな問題ですね。
今の小学生は合同条件も習っていますので、
平気で解いてしまいそうです。
うん、解き方が異なったな。
私の解き方の方が少しだけスマートかな?
辺BCを対称の軸としてNと対称な点をN’とおく。
すると、ACBN’は平行四辺形になる。(詳しい説明は省略)
CN’は、平行四辺形ACBN’の対角線であり、
Mは対角線ABの中点なので、CMは対角線の一部となる。
よって、CN’とCMは一致する。
だから、
∠BCM=∠BCN’=∠BCN
Aを原点、Mを(1,0)とする座標軸で考える。
Cのx座標をaとして(aは負の場合もある)、三平方を使いまくって全部の線分の長さをaの式で求める。
ここで余弦定理が使えれば一発なんですが、、
どうするのがいいのかな?やはり合同にもっていくのかな?Bから、CNとCMに垂線を引いて直角三角形を2つつくる。で、2つの垂線の長さが等しいことを示す。手間はかかりますができます。
解析幾何を使えば、面倒ですが答えにはいきつく。補助線を引く方法は、(この例はそうでもないんでしょうが)簡単だが確実性の点でいまいち。
どっちがいいんでしょうね。