問題2の解答

四辺形 ABCD が平行四辺形のときには
 AB + CD = BC + DA
より四辺形 ABCD はひし形になる。
ひし形が一つの円に接しているのは容易にわかる。

四辺形 ABCD が平行四辺形でないとき
A,B,C,D の記号を取り替えても主張は同じなので
BA の延長と CD の延長が交わるとして
一般性を失わない。
その交点を P とおく。
儕BC の内接円に AD が接することを示せばよい。
AD が 儕BC の内接円に接しないと仮定して
矛盾をひきだす。
この仮定の下では
(1) AD が 儕BC の内接円と二点で交わる。
(2) AD が 儕BC の内接円の外側にある。
のどちらかが成り立っている。
(続く)
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