(2)の解答2

∠BAC を 2θ とおくと余弦定理より
cos 2θ = (b2+c2-a2)/(2bc)
である。
cos 2θ = (cos θ)2 - (sin θ)2 = ((cos θ)2 - (sin θ)2)/ ((cos θ)2 + (sin θ)2) = (1 - (tan θ)2)/ (1 + (tan θ)2)
であるので
 (tan θ)2 = (1 - cos 2θ)/(1 + cos 2θ)
よって
 (tan A/2)2 = (2bc-(b2+c2-a2))/ (2bc+(b2+c2-a2)) = (a-b+c)(a+b-c)/((b+c-a)(b+c+a))
同様にして
 (tan C/2)2 = (c-b+a)(c+b-a)/((b+a-c)(b+a+c))
よって
(tan A/2)2 × (tan C/2)2 = (a-b+c)2/(b+c+a)2 = 1/9
である。(a+c = 2b より)
 故に tan A/2 × tan C/2 > 0 なので
tan A/2 × tan C/2 = 1/3
である。
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