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∠BAC=θ, AC=a라 하면 삼각형 ABC에서 코사인법칙에 의해
BC2=AB2+AC2−2⋅AB⋅AC⋅cosθ
4=9+a2−2⋅3⋅a⋅87=9+a2−421a
a2−421a+5=0⇒4a2−21a+20=0
(4a−5)(a−4)=0
AC>3이므로 a=4, 즉 AC=4예요.
M은 AC의 중점이므로 AM=MC=2예요.
삼각형 ABM에서 코사인법칙에 의해
MB2=32+22−2⋅3⋅2⋅87=13−221=25
MB=25=210
점 M은 현 AC 위에 있고, 직선 BM이 외접원과 B, D에서 만나므로
MA⋅MC=MB⋅MD
이에요.
2×2=210×MD
MD=108=5410
따라서 정답은 ③예요.