月刊「理系への数学」幾何大王からの挑戦状
角度の問題 #6 解答例
→問題

答え ∠ACD=42°

証明

∠CAB=78°, ∠BDA=30°, ∠DAC=54°.
直線AC上に, ∠ABE=∠CABとなるような点Eをとると, EA=EB, ∠BEA=24°, ∠DBE=60°, ∠CBE=30°.
半直線BD上に, ∠BEF=60°となるような点Fをとると, △BEFは正三角形となり, ∠FBC=∠CBE=30°なので, EとFは直線BCに対して対称の位置にあり, ∠CFB=∠BEC=24°.
また, ∠AEF=36°, EA=EB=EFより, ∠EFA=∠FAE=72°.
∠BFA=72°-60°=12°.
∠BFA<∠BDAより,3点B,D,Fは直線BD上でこの順に並んでいる.
∠FAD=18°=∠ABFより, △FAD∽△FBA.
∴ FD:FA=FA:FB.
∠CFA=36°, ∠ACF=72°=∠FACより, FC=FA.
∴ FD:FC=FC:FB, △FCD∽△FBC.
∴ ∠DCF=∠FBC=30°.
∠ACD=72°-30°=42°.