记∠ACB=a,则∠ABC=2a,且0°<a<40°
根据三角形边角公式
AD/sin(2a) = BD/sin60°
AD/sin(a) = DC/sin(120°-3a)
再联合三角函数公式 sin(2a) =2*sin(a)*cos(a) 可得
2*sin(120°-3a)*cos(a) = sin60° (=2*sin30°*cos30°)
cos(a) 在 0°<a<40° 区间单调递减,
sin(120°-3a) 在 0°<a<10° 区间单调递增,在 10°=<a<40° 区间单调递减,
所以当 0°<a<10° 的时候,2*sin(120°-3a)*cos(a) > 2*sin120°*cos10° > sin60°【sin120°=sin60°,2*cos10°>2*cos60°=1】
2*sin(120°-3a)*cos(a) 在 10°=<a<40° 区间单调递减,a只有唯一解30°
所以易得∠BAC = 90°