Из условия задачи мы знаем, что точка M - середина дуги AD. Значит, угол AMD - прямой (равен 180 градусов).
Пусть угол BCD = x градусов, а угол BAC = y градусов. Также обозначим угол ACD как z градусов.
Окружность Ω также имеет центр O.
Так как M - середина дуги AD, то угол MAD также равен x градусов. По свойству центральных углов, угол BMQ = x градусов.
Обозначим углы BMP и CMP как α и β соответственно.
Так как угол APQ = 180 градусов (прямой угол), то угол BMP + угол BMQ = 180 градусов. Значит, α + x = 180.
Также у нас есть соотношение AP:PQ:QD = 1:7:2. Пусть AP = a, PQ = 7a и QD = 2a.
Из соотношения AP:PQ = 1:7 следует, что угол BPM = α = α.
Так как AM диаметр окружности Ω, угол AMP - прямой. Значит, здесь угол AMP равен 90.
Также угол BAC и угол QCM - смежные углы, значит, они равны. Значит, угол QCM = y градусов.
Теперь рассмотрим треугольник BMP. У него угол BMP = α, угол BPM = α и угол PBM = (180 - α - α) = (180 - 2α).
Аналогично, рассмотрим треугольник CMQ. У него угол CQM = y, угол QCM = y и угол QMC = (180 - y - y) = (180 - 2y).
Так как BM и CM пересекаются на AD в точках P и Q соответственно, то угол PBC и угол QCB - вписанные углы, значит, они равны.
Также угол PBC и угол BCQ - вертикальные углы, значит, они равны.
Сначала рассмотрим угол PBC. В треугольнике ABP угол A = α (смежные углы), угол B = z (описанный угол), и угол APB = (180 - α - z) (сумма углов треугольника равна 180).
В треугольнике PBC угол P = (180 - α - z) (вертикальные углы), угол B = x (дано), и угол BPC = (180 - (180 - α - z) - x) = (α + z - x).
Теперь рассмотрим угол BCQ. В треугольнике ACQ угол A = y (смежные углы), угол C = z (описанный угол), и угол ACQ = (180 - y - z) (сумма углов треугольника равна 180).
В треугольнике QCB угол C = (180 - y - z) (вертикальные углы), угол B = x (дано), и угол BQC = (180 - (180 - y - z) - x) = (y + z - x).
Так как угол PBC = угол BCQ, значит, α + z - x = y + z - x.
Сокращая на x, мы получаем, что α = y.
Но мы также знаем, что угол BMP = α, и угол P = y.
Таким образом, угол BMP = угол P.
Если у двух углов равны между собой, и у них есть общая сторона, то эти углы равны и между собой, и рассматривают одну и ту же дугу. Так как угол BMP и угол P являются смежными и имеют общую сторону BM, то они равны и равны углу BPM, то есть β = α.
Таким образом, α = y и β = α.
Мы получили, что α = β = y.
Рассмотрим треугольник QMC. У него угол QMC = (180 - 2y), угол C = z (дано) и угол M = 90 (сумма углов треугольника равна 180).
Так как сумма углов треугольника равна 180, то:
(180 - 2y) + z + 90 = 180.
Упрощая, мы получаем:
270 - 2y + z = 180.
2y - z = 90.
Но мы также знаем, что α = y и β = α.
Подставляя α вместо y, мы получаем:
2α - z = 90.
Из этого уравнения можно выразить z через α:
z = 2α - 90.
Таким образом, мы получили связь между z и α.
Итак, мы знаем, что угол BCD = x.
Рассмотрим треугольник CBD. У него угол C = z (из предыдущего рассуждения), угол B = 180 - x (общая с соседним углом на круге) и угол D = z (описанный угол).
Так как сумма углов треугольника равна 180, то:
180 - x + z + z = 180.
2z - x = 0.
2z = x.
Но мы также знаем, что z = 2α - 90.
Подставляя это значение, мы получаем:
2(2α - 90) = x.
Упрощая, мы получаем:
4α - 180 = x.
Таким образом, мы получили связь между x и α.
Итак, мы имеем две связи:
1) α = y.
2) x = 4α - 180.
Теперь рассмотрим треугольник ABP. У него угол A = α (из первого свойства), угол B = z (из предыдущего рассуждения) и угол P = (180 - α - z) (сумма углов треугольника равна 180).
Так как сумма углов треугольника равна 180, то:
α + z + (180 - α - z) = 180.
Упрощая, мы получаем:
180 = 180.
Это равенство всегда верно и не дает нам новых связей между углами.
Таким образом, мы имеем две связи:
1) α = y.
2) x = 4α - 180.
Теперь мы можем найти значения углов BCD и BAC, подставив вторую связь в первое уравнение:
x = 4α - 180.
x = 4y - 180.
Таким образом, угол BCD = 4y - 180.
А угол BAC = α = y.
Окончательный ответ:
Угол BCD = 4y - 180 градусов.
Угол BAC = y градусов.