月刊「理系への数学」幾何大王からの挑戦状
角度の問題 #19 解答例
→問題

答え ∠CAB=109°

証明

∠ABD=∠BDA=11°より, AB=AD, ∠DAB=158°.
∠CDB=180°-∠DBC-∠BCD=38°, ∠CDA=49°.
直線BCを軸としてAと対称の位置に点Eをとると, ∠ABC=30°なので, △ABEは正三角形となり, AE=AB=AD, ∠DAE=∠DAB-∠EAB=98°.
ここで, ∠DAEの二等分線と直線BCの交点をC'とすると, ∠DAC'=∠C'AE=49°.
AとEは直線BCを軸として互いに対称の位置にあるので, ∠AEC'=∠C'AE=49°.
また,AE=ADより,EとDは直線AC'を軸として互いに対称の位置にあるので, ∠C'DA=∠AEC'=49°=∠CDA.
よって,C'は直線CD上にあることになり,CとC'は一致する.
∴ ∠CAB=∠C'AB=49°+60°=109°.