こんにちは。本記事はオリジナル問題の紹介です。
$x$の$2$次方程式
$p=\sqrt{6}+\sqrt{3}+\sqrt{2}+2$とおく。
$$ pt^2-2t+p=0 \Leftrightarrow p=\frac{2t}{1-t^2}$$
であり,$t=\tan u^{\circ}$とすると,$p=\tan 2u^{\circ}$なので,
$$ \tan 82^{\circ}< t<\tan 84^{\circ} $$
を示せば良い。ここで,
$$ \begin{align} \tan 82.5^{\circ}&=\tan(60^{\circ}+22.5^{\circ})\\[8pt] &=\sqrt{6}+\sqrt{3}+\sqrt{2}+2=p \end{align} $$
なので,題意は示された。
最後まで読んで頂きありがとうございました。