回答

問題文の条件はAB=CD=AD=aでAD<BCですか?

lily

はい!

はる

だったら極端な例を考えれば範囲はわかります。

例えばBCがどんどん短くなってAD=BCの場合、図1のような平行四辺形になります。このときθ=120°です。
逆にBCがめーっちゃ長くなって台形が潰れるくらい長いとき、図2みたいにほぼ直線になります。このときθ=0°です。

以上からθの範囲が絞れます。以下はちゃんと解く場合の話で、理解できれば読んで欲しいです。

真面目な話をすると、一般の等脚台形を考える場合ならθの範囲は0〜π/2までで十分です。π/2以上の場合はひっくり返して合同な図形を考えればいいです。合同な図形を考えない場合は、θを0〜πまでの範囲としても大丈夫です。結局全ての形の台形を考えれています。
以上のどの場合でも結局答えはπ/3になります。

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