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少しだけ一般化できた.
△ABCがAB=ACの二等辺三角形のとき,図の線分PQの包絡線は,△ABCの外心Oを焦点とする放物線.準線は,AB,ACに関してOと対称な点I,Jを結ぶ直線.
PQに関してOと対称な点をHとし,HからIJに引いた垂線とPQの交点をXとすると,Xの軌跡が包絡線を与える.
△ABCの外接円の中心をO,半径をRとし,COの延長と外接円の交点をDとすると,BD=2RcosA, AD=2RcosB, AB=2RsinC.△ABDが成立していればcosA+cosB>sinC なので,cosA+cosB=sinC が成り立つのは,DがAかBに一致するとき.D=AならB=90°,D=BならA=90°となる.
今回の個人的ハイライトはIIBの第2問[1].
「すだれストン法」で C:y=2x-1+p(x-1)^2 からの S=∫[1,v]p(x-1)^3dx=p/3(v-1)^3 というショートカットが綺麗に決まって心地よい.
DからAC,ABに垂線DP,DQを引き,BAの延長上にFP=GQとなるGをとると,DP=DQから△DFP≡△DGQ.
よってDF=DGで,また∠GDB=∠FDP+∠QDB=∠FDA+∠ADB-90°=135°=∠FDB.
ゆえに△GDB≡△FDBとなり,BDは∠ABFの二等分線で,Dは△ABFの内心.