◆神奈川県 諏訪 冬葉 さんからの解答。
【問題1】
便宜上
α、β、γの各角がある点をA,B,C
三角形の中にある点をP
大きい円をO1、小さい円をO2とする
O1は三角形PABに外接し、BCに接しているので
∠PAB(α)=∠PBC(β)
同様に、O2は三角形PBCに外接し、CAに接しているので
∠PBC(β)=∠PCA(γ)
よって∠α=∠β=∠γ
【問題2】
上の逆をたどる
ABを通りBでBCに接する円O1を描く。
BCを通りCでCAに接する円O2を描く。
O1とO2のBでない交点が求める点Pである。
【参考】
http://mathworld.wolfram.com/BrocardPoints.html
◆出題者のコメント。
諏訪冬葉 さん、解答ありがとうございます。
正解です。
円の接線とその接点を通る弦の作る角は,その角内にある孤の張る円周角に等しい。
この「接弦定理」を利用すると、いきなりやさしい問題になりますね。
接弦定理より、
Aを通りBで直線BCに接する円の、弦ABに対しC側にある弧ABでは、
その弧上の点をXとすると、
∠XAB=∠XBC が成立します。
同じ理屈で、
Bを通りCで直線CAに接する円の、同様な弧上の点Yは
∠YBC=∠YCA が成立し、
Cを通りAで直線ABに接する円の、同様な弧上の点Zは
∠ZCA=∠ZAB が成立します。