先日行われたジュニア数学オリンピック本選で問4に幾何が配置されたのでこの記事ではこの問題を解説しようと思います.
解答に複素座標を用います.詰まったときはこの記事を参照しましょう(宣伝).
https://mathlog.info/articles/1204
図
ある程度複素座標に慣れていれば30分で計算が終わる(どこかでミスをすることを含めても高々60分)と見積もれるでしょう.以下,解答です.※印のところは後で補足,備考を書きます.
三角形
また,線分
これら3式より,
ここで,
したがって
よって,
ここで三角形
すなわち,
左辺について,
と,右辺に等しくなるので,
よって
※1
初めの座標設定ですが,
さすがに外接円を
※2
当たり前といえば当たり前ですが,
この問題ではこのことによる恩恵が受けられませんが(すぐに
※3
一般に直線
特に今回は
※4
今回は
・
・
などが挙げられます.
複素はたまにですが難しめの問題に露骨に刺さります.みんなで複素座標勉強しよう!