もとの問題の解答

AC と BD の交点を E とおく。
(1) ∠ADC = 180°- ∠ACD - ∠DAC
  = 180°- ∠ACD - ∠BDC
  = ∠CED = ∠EBC + ∠ECB = x+y
であるから、僊CD に余弦定理を使って
AC/DC = sin(x+y)/sin(z) を得る
(2) 傳CD に余弦定理を使って
BC/DC = sin(z)/sin(x) であり、
また AC = 2BC cos(y) なので
AC/DC = 2cos(y)sin(z)/sin(x) を得る。
(3) ∠ABC = 3x なので 4x+2y = 180°を得る。
つまり 2x+y = 90°である。これより
x+y = 90°- x なので sin(x+y) = cos(x)
2x = 90°- y なので
cos(y) = sin(2x) = 2sin(x)cos(x) となる
これらと (1),(2) より sin(z) = 1/2 を得る。
180° > z+y+3x = z + 90°+ x なので
90° > z ( > 0°)
これと sin(z) = 1/2 より z = 30°を得る。

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