【接線と弦の作る角】実は1つの証明で全部解ける。苦手を武器に変える思考法
【接線と弦の作る角】実は1つの証明で全部解ける。苦手を武器に変える思考法の全貌を丁寧に掘り下げてご紹介します。
接弦定理が最も威力を発揮するのは、円と三角形が絡む証明問題と、角度を求める計量問題だ。典型的な流れは次のとおり。接点を通る弦がある→接線とその弦の作る角を見つける→同じ弧の円周角へ変換する→三角形の相似や二等辺三角形の性質へ持ち込む。この流れを体に染み込ませれば、問題文に「接線」という文字が見えた瞬間、反射的に接弦定理の使用を検討できるようになる。
共通テスト数学では、図形と計量の大問の中で、三角比や正弦定理・余弦定理と組み合わせて出題される傾向がある。円に内接する四角形や三角形があり、1辺の延長線上に接線が引かれているような図だ。最初の小問で接弦定理に気づけるかどうかで、その後の計算量が大きく変わる。逆に言えば、接弦定理を使うだけで未知の角度が1つ判明し、正弦定理で辺の長さが求まる、という設計がされている。
入試では「証明せよ」という形も依然として出る。その場合、接線と弦の作る角の証明を一から書くのは時間がかかるが、先ほどの中心角経由の流れを簡潔に示せばよい。接点と中心を結ぶ補助線1本を引き、二等辺三角形と接線の性質を順に適用する。ポイントは補助線を引く理由を明示すること。採点者は「接点を通る半径が接線と垂直」という知識を正しく使えているかを見ている。