Note that cos AMC = - cos (AMB)
Using the Law of Cosines twice
4^2 = (2a)^2 + a^2 - 2 ( 2a)(a)(cos AMC) ⇒ 16 = 5a^2 - 4a^2 ( -cos AMB) ⇒
16 = 5a^2 + 4a^2 (cos AMB) ⇒ cos AMB = [16 - 5a^2 ] / [4a^2] (1)
And
3^2 = (2a)^2 + a^2 - 2 (2a)(a) ( cos AMB ) ⇒ 9 = 5a^2 -4a^2 ( cos AMB ) ⇒
cos AMB = [9- 5a^2 ] / (-4a^2) = [5a^2 - 9 ] / [4a^2] (2)
Equate (1) and (2)
[16 - 5a^2 ] / [4a^2 ] = [5a^2 - 9 ] / [ 4a^2]
16 -5a^2 = 5a^2 - 9
25 = 10a^2
a^2 = 25/10
a = 5 /sqrt 10
2a = 10 / sqrt 10 = BC = sqrt 10