補題
∠PBQ = 60°のとき
PQ2 = PB2 + QB2 - PB×PQ
が成り立つ。

注意
高校生のレベルだと余弦定理である。
中学生のレベルだと三平方の定理の応用である。

証明
   (増加をおしてください)
PB ≤ QB としてよい
P から BQ に下ろした垂線の足を S とする。
儕BS は 30°60°90°の直角三角形なので
 PB = 2BS, PS2 = 3BS2 である。
儕SQ が直角三角形なので
 PQ2 = PS2 + QS2
  = PS2 + (QB-BS)2
  = 3BS2 + QB2 - 2QB×BS + BS2
  = PB2 + QB2 - PB×PQ を得る
   (PB = 2BS なので)

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