解1

すこし強引だが三角関数で示してみよう
θ = ∠EDC, α = root(3) とおく。
b = AC, a = BC とおくと
a = αb
CE = a tan10° = bα tan10°
DC = b tan20°
である。従って
tan θ = α tan10°/tan20°
である。
tan40°= α tan10°/tan20°
を示そう。これが示されれば ∠EDC = 40°がわかる。
x = tan10°とおくと
1/α = tan30°
 = (tan10°+ tan20°)/(1 - tan10°tan20°)
 = (x + 2x/(1-x2))/(1-2x2/(1-x2))
 = (3x - x3)/(1 - 3x2) ...... (*)
一方
tan40°= (tan10°+ tan30°)/(1 - tan10°tan30°)
 = (x + 1/α)/(1 - x/α) = (αx + 1)/(α - x),
α tan10°/tan20°= αx/(2x/(1-x2)) = α(1-x2)/2
である。よって α2 = 3 に注意して
(tan40°- α tan10°/tan20°)(2((α - x)))
 = 2(αx + 1) - α(1-x2)(α - x)
 = α(-x3 + 3x) + (3x2 -1)
 = 0     ((*)より)
α - x ≠ 0 より、求める式
tan40°= α tan10°/tan20°
を得る。  
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