解答

儕QR の外心を I とし、
外接円の半径を r とするとき

IQ = IR = r で
∠QIR = 2∠QPR = 120°なので
QR2 = 3r2 である。

僊BC, 僮BC、僮CA、僮AB の面積を各々
S, S1, S2, S3、 とおけば
S = S1 + S2+ S3
2S1 ≤ 7r
2S2 ≤ 8r
2S2 ≤ 5r
である。これより
S/10 ≤ r
を得る。等号は I が内心になるとき
のみ成立している。

余弦定理より ∠BAC = 60°を得て
S = 10 を得る。
最小となる r は
このときの QR は 3 である。

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