月刊「理系への数学」幾何大王からの挑戦状
角度の問題 #34 解答例
→問題

答え ∠DBC=34°

証明

∠ABD=∠BDAより, AB=AD.
∠DAB=180°-∠ABD-∠BDA=154°,
∠DAC=∠DAB-∠CAB=51°,
∠CDA=180°-∠DAC-∠ACD=86°.
直線ABを軸としてDと対称の位置に点Eを取ると,対称性より ∠BAE=∠DAB=154°, AE=AD.
∠EAD=360°-∠BAE-∠DAB=52°.
線分DC上に ∠DAF=8°となる点Fを取ると, ∠AFD=180°-∠FDA-∠DAF=68°=∠FDAより, AF=AD.
∠EAF=∠EAD+∠DAF=60°, AF=AD=AEより, △EAFは正三角形で, AF=EF.
∠FAC=∠DAC-∠DAF=43°=∠ACFより, AF=CF.
∠CFA=180°-∠AFD=94°であり, AF=EF=CFより3点A,E,CはFを中心とする同一円周上にあるので,円周角の定理より ∠CEA=∠CFA/2=47°.
∠EAC=∠EAD+∠DAC=103°=∠CAB, AE=AD=ABより, △AEC≡△ABC(二辺夾角相等)なので,∠ABC=∠CEA=47°.
∠DBC=∠ABC-∠ABD=34°.