正方形 OABC の対角線 AC を3等分し、
図のように、A に近い点を P、 C に近い点を Q とする。
また、 ∠AOP = α, ∠POQ = β とする。
次の問いに答えよ。
(1) cos α, cos β を求めよ。
(2) α < π/6 < β を示せ。
(3) 線分 PQ の間に点 R を∠POR = α となるようにとる。
   このとき 比 AR : RC を求めよ。

(1) P から OA に引いた垂線の足を S とする。

CO と PS が平行である。
AP : PC = 1 : 2 なので AS : SO = 1 : 2
AO = CO なので AS = PS である。
よって PS : OS = 1 : 2
∠PSO = 90°なので
PO : OS : PS = : 2 : 1
よって cos α = 2/ で sin α = 1/ で tan α = 1/2
同様に
cos (α+β) = 1/ で sin (α+β) = 2/ で tan (α+β) = 2
cos β = cos (α+β) cos α + sin (α+β) sin α = 4/5
答え cos α = 2/ で cos β = 4/5

(2) 4 > sqrt(15) より cos α = 2/ > /2 = cos &pi:/6
5 > 8 より cos π/6 = /2 > 4/5 = cos β
0 ≤ x ≤ π で cos x は単調減少なので
α < π/6 < β である。

  続く
  一つもどる