コンパスだけで中点の作図
問題:定規を使わずに、コンパスだけで2点A、Bの中点Mを作図しましょう。(この問題では直線が引けません)
道具を選んで、点をタップ(クリック)して作図します。線や円の交点は自動で点になります。何もない所をドラッグすると図を動かせます。
作図の手順
手順を表示する(ネタバレ注意)
- Aを中心に、Bを通る円をかきます。
- Bを中心に、Aを通る円をかき、2つの円の交点(上側)をPとします。
- Pを中心に、Aを通る円をかき、Bを中心とする円との交点(A ではない方)をQとします。
- Qを中心に、Pを通る円をかき、Bを中心とする円との交点(P ではない方)をDとします。A、B、Dは一直線に並び、AD = 2AB です。
- Dを中心に、Aを通る円をかき、Aを中心とする円との交点をE、Fとします。
- Eを中心に、Aを通る円をかきます。
- Fを中心に、Aを通る円をかけば、A ではない方の交点がABの中点Mです。
なぜこれで作図できるのか
解説を表示する(ネタバレ注意)
Bを中心とする円の上を、半径と同じ幅で A → P → Q → D と3回進むと、ちょうど半周(60° × 3 = 180°)して、Aの反対側の点Dに着きます。だから AD = 2AB です。
Mは、直線EFについてAと線対称な点です。A、M、Dはすべて直線EFに垂直な1本の直線(直線AB)の上にあります。
三角形DAEは DA = DE の二等辺三角形、三角形EAMは EA = EM の二等辺三角形で、底角 ∠EAD を共有しているので相似です。よって AM : AE = AE : AD、つまり AM = AB² ÷ 2AB = AB ÷ 2 となり、MはABの中点です。
豆知識
「定規とコンパスで作図できる点は、すべてコンパスだけで作図できる」という、モール=マスケローニの定理があります。直線そのものは引けなくても、直線どうしの交点はコンパスだけで求められるのです。
コメント
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