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接(せつ)弦(げん)定理(ていり)

ゾウ先生接線(せっせん)と弦(げん)がつくる角(かく)は、ふくらんだ側(がわ)の弧(こ)に対(たい)する円周角(えんしゅうかく)とそっくり同(おな)じ大(おお)きさになるよ。四角形(しかくけい)が円(えん)に内接(ないせつ)するかは、対角(たいかく)の和(わ)が180°かどうかで見分(みわ)けられる。

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  1. 円(えん)の接線(せっせん)(新しいタブで開きます)と、接点(せってん)を通(とお)る弦(げん)がつくる角(かく)は、その角(かく)の内側(うちがわ)にある弧(こ)に対(たい)する円周角(えんしゅうかく)(新しいタブで開きます)に等(ひと)しい(接(せつ)弦(げん)定理(ていり))。
  2. 四角形(しかくけい)は、1組(くみ)の対角(たいかく)の和(わ)が180°になる、またはある内角(ないかく)が向(む)かいの頂点(ちょうてん)の外角(がいかく)に等(ひと)しいとき、円(えん)に内接(ないせつ)する。
  3. 接(せつ)弦(げん)定理(ていり)は、接点(せってん)を通(とお)る直径(ちょっけい)を補助(ほじょ)線(せん)にひき、直径(ちょっけい)に対(たい)する円周角(えんしゅうかく)が90°になることを使(つか)って示(しめ)せる。

詳しく

公式(こうしき)

中学校(ちゅうがっこう)では、円(えん)に内接(ないせつ)する四角形(しかくけい)(新しいタブで開きます)で向(む)かい合(あ)う角(かく)(対角(たいかく))の和(わ)が180°になることを学(まな)んだ。

この性質(せいしつ)から、四角形(しかくけい)の1つの内角(ないかく)に注目(ちゅうもく)すると、その向(む)かいの頂点(ちょうてん)にできる外角(がいかく)はもとの内角(ないかく)と等(ひと)しくなる。四角形(しかくけい)ABCDで∠A+∠C=180°\angle A + \angle C = 180°なら、∠Aの向(む)かいの外角(がいかく)は∠Cに等(ひと)しい。逆(ぎゃく)に、1組(くみ)の対角(たいかく)の和(わ)が180°になる、またはある内角(ないかく)が向(む)かいの頂点(ちょうてん)の外角(がいかく)に等(ひと)しくなる四角形(しかくけい)は円(えん)に内接(ないせつ)する。

円(えん)の接線(せっせん)と、接点(せってん)を通(とお)る弦(げん)がつくる角(かく)には、もう1つの性質(せいしつ)がある。接線(せっせん)ATと接点(せってん)Aを通(とお)る弦(げん)ABのつくる角(かく)∠TABは、その角(かく)の内側(うちがわ)にある弧(こ)ABに対(たい)する円周角(えんしゅうかく)∠ACBに等(ひと)しい。これを接(せつ)弦(げん)定理(ていり)という。

接線と弦のつくる角は、反対側の円周角に等しいAsatte Studio(Manazoo)/オリジナル(コードで作図)

例題(れいだい)

例題(れいだい):円(えん)Oの点(てん)Aで接線(せっせん)ATを引(ひ)く。弦(げん)ABと接線(せっせん)ATのつくる角(かく)∠TAB=58°、弧(こ)ABをはさんで∠TABと反対(はんたい)側(がわ)にある円周上(えんしゅうじょう)の点(てん)Cで∠ABC=70°のとき、∠BACを求(もと)めよ。

接(せつ)弦(げん)定理(ていり)より、∠ACB=∠TAB=58°\angle ACB = \angle TAB = 58°。

三角形(さんかくけい)ABCの内角(ないかく)の和(わ)(新しいタブで開きます)は180°なので、∠BAC=180°−∠ACB−∠ABC\angle BAC = 180° - \angle ACB - \angle ABCだ。数値(すうち)を入(い)れると180°−58°−70°=52°180° - 58° - 70° = \mathbf{52°}になる。

∠TAB=58°、∠ABC=70°から∠BACを求めるAsatte Studio(Manazoo)/オリジナル(コードで作図)

なぜそうなるか

接点(せってん)Aを通(とお)る直径(ちょっけい)ADをひく。ADは直径(ちょっけい)なので、円周上(えんしゅうじょう)の点(てん)Bについて∠ABD=90°\angle ABD = 90°(直径(ちょっけい)に対(たい)する円周角(えんしゅうかく))になる。

接線(せっせん)ATは半径(はんけい)(直径(ちょっけい))OAに垂直(すいちょく)だから∠TAD=90°\angle TAD = 90°。弦(げん)ABが∠TADの内側(うちがわ)にあるとき、∠DAB=90°−∠TAB\angle DAB = 90° - \angle TABになる。直角(ちょっかく)三角形(さんかくけい)ABDで∠ADB=90°−∠DAB=∠TAB\angle ADB = 90° - \angle DAB = \angle TABが成(な)り立(た)つ。

∠ADBと∠ACBは、弧(こ)ABに対(たい)する円周角(えんしゅうかく)で、点(てん)Dと点(てん)Cが弧(こ)ABに対(たい)して同(おな)じ側(がわ)にあるので等(ひと)しい。よって∠ACB=∠ADB=∠TAB\angle ACB = \angle ADB = \angle TABとなり、接(せつ)弦(げん)定理(ていり)が示(しめ)された。

確認問題

問題 1 / 4円(えん)の接線(せっせん)ATと接点(せってん)Aを通(とお)る弦(げん)ABのつくる角(かく)∠TAB=40°のとき、弧(こ)ABに対(たい)する円周角(えんしゅうかく)(接線(せっせん)と反対(はんたい)側(がわ)にある点(てん)Cを頂点(ちょうてん)とする∠ACB)はどれか。

確認問題(解答用紙)

この問題を端末で解くための QR コード

スマホやタブレットで読み取ると、この問題をその場で解けます。

https://manazoo.com/math/tangent-chord-angle/?from=print#quiz

  1. 円(えん)の接線(せっせん)ATと接点(せってん)Aを通(とお)る弦(げん)ABのつくる角(かく)∠TAB=40°のとき、弧(こ)ABに対(たい)する円周角(えんしゅうかく)(接線(せっせん)と反対(はんたい)側(がわ)にある点(てん)Cを頂点(ちょうてん)とする∠ACB)はどれか。

    • ◯ 40°
    • ◯ 50°
    • ◯ 80°
    • ◯ 140°

    正解:40°
    接(せつ)弦(げん)定理(ていり)より、接線(せっせん)(新しいタブで開きます)と弦(げん)のつくる角(かく)は、その角(かく)の内側(うちがわ)の弧(こ)に対(たい)する円周角(えんしゅうかく)(新しいタブで開きます)に等(ひと)しいので∠ACB=∠TAB=40°。

  2. 四角形(しかくけい)ABCDで∠A=100°、∠C=80°のとき、この四角形(しかくけい)は円(えん)に内接(ないせつ)するか。

    • ◯ しない
    • ◯ する

    正解:する
    対角(たいかく)の和(わ)が100°+80°=180°になるので、この四角形(しかくけい)は円(えん)に内接(ないせつ)する。

  3. 円(えん)の接線(せっせん)ATと弦(げん)ABのつくる角(かく)∠TAB=48°、円周上(えんしゅうじょう)の点(てん)C(∠TABと反対(はんたい)側(がわ)の弧上(こじょう)にある)で∠ABC=65°のとき、∠BACの大(おお)きさを求(もと)めよ。

    答え:____________

    正解:67
    接(せつ)弦(げん)定理(ていり)より∠ACB=48°。三角形(さんかくけい)の内角(ないかく)の和(わ)(新しいタブで開きます)から∠BAC=180−48−65=67°。

  4. 接(せつ)弦(げん)定理(ていり)を証明(しょうめい)するとき、接点(せってん)Aを通(とお)ってひいた補助(ほじょ)線(せん)はどれか。

    • ◯ 垂線(すいせん)
    • ◯ 弦(げん)
    • ◯ 中線(ちゅうせん)
    • ◯ 直径(ちょっけい)

    正解:直径
    接点(せってん)Aを通(とお)る直径(ちょっけい)をひくと、直径(ちょっけい)に対(たい)する円周角(えんしゅうかく)が90°になることを使(つか)って証明(しょうめい)できる。

単元のポイント

  • 接(せつ)弦(げん)定理(ていり) 円(えん)の接線(せっせん)と接点(せってん)を通(とお)る弦(げん)のつくる角(かく)は、その角(かく)の内側(うちがわ)の弧(こ)に対(たい)する円周角(えんしゅうかく)に等(ひと)しい
  • 四角形(しかくけい)が円(えん)に内接(ないせつ)する条件(じょうけん) 1組(くみ)の対角(たいかく)の和(わ)が180°になる、またはある内角(ないかく)が向(む)かいの頂点(ちょうてん)の外角(がいかく)に等(ひと)しいこと
問題を解く
単元のポイント
  • 接(せつ)弦(げん)定理(ていり) 円(えん)の接線(せっせん)と接点(せってん)を通(とお)る弦(げん)のつくる角(かく)は、その角(かく)の内側(うちがわ)の弧(こ)に対(たい)する円周角(えんしゅうかく)に等(ひと)しい
  • 四角形(しかくけい)が円(えん)に内接(ないせつ)する条件(じょうけん) 1組(くみ)の対角(たいかく)の和(わ)が180°になる、またはある内角(ないかく)が向(む)かいの頂点(ちょうてん)の外角(がいかく)に等(ひと)しいこと