그림과 같이 사각형 ABCD가 한 원에 내접하고 \(\overline{AB} : \overline{CD} = 1 : 3\), \(\overline{BC} < \overline{AD}\)일 때, 직선 AB와 직선 CD가 만나는 점을 P라 하자.
다음은 \(\overline{PB} : \overline{PC} : \overline{BC} = 7 : 5 : \sqrt{14}\)이고 \(\overline{AD} = 4 \sqrt{13}\)일 때, 삼각형 BPC의 외접원의 반지름의 길이를 구하는 과정이다.
\(\angle BPC = \theta\)라 할 때, \(\overline{PB} : \overline{PC} : \overline{BC} = 7 : 5 : \sqrt{14}\)이므로 삼각형 BPC에서 코사인법칙에 의하여 \(\cos \theta = \dfrac{6}{7}\)이다.
\(\overline{PB} : \overline{PC} = 7 : 5\)에서 \(\overline{PB} = 7k\), \(\overline{PC} = 5k\), \(\overline{AB} : \overline{CD} = 1 : 3\)에서 \(\overline{AB} = l\), \(\overline{CD} = 3l\)이라 하자.
원의 성질에 의하여 삼각형 BPC와 삼각형 DPA가 서로 닮음이므로 \(\overline{PB} : \overline{PC} = \overline{PD} : \overline{PA}\)이고, \(l = \) (가) \(\times k\)이다.
삼각형 BPC와 삼각형 DPA의 닮음비가 \(1 : \) (나)이므로 \(\overline{BC} = \dfrac{1}{\text{(나)}} \times \overline{AD}\)이다.
따라서 삼각형 BPC의 외접원의 반지름의 길이를 \(R\)이라 할 때, 삼각형 BPC에서 사인법칙에 의하여 \(R = \) (다)이다.
위의 (가), (나), (다)에 알맞은 수를 각각 \(p, q, r\)이라 할 때, \(p + q + r\)의 값을 구하시오.