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コンパスだけで正方形の作図

未AC問題 50 / 50コンパスだけの作図難しさ ★★★★★ マスター

問題:定規を使わずに、中心O、点Aを通る円の円周を4等分する点(Aと、残り3つの点)をすべて作図しましょう。(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)
  1. Aを中心に、Oを通る円をかき、もとの円との交点(上側)をBとします。
  2. Bを中心に、Oを通る円をかき、もとの円との交点(A ではない方)をCとします。
  3. Cを中心に、Oを通る円をかき、もとの円との交点(B ではない方)をDとします。DはAの反対側です。
  4. Aを中心に、Cを通る円をかきます。
  5. Dを中心に、Bを通る円をかき、Aの円との交点(上側)をXとします。
  6. 「長さを写す」で、OXの長さを半径にしてAを中心とする円をかけば、もとの円との交点E、Fで4つの点がそろいます。

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)

半径を1とします。A、B、C、Dは正六角形の頂点なので、AC = DB = √3 で、DはAの反対側(AD = 2)です。

XはAからもDからも距離 √3 の点なので、AD の垂直二等分線(Oを通る)の上にあり、OX² = 3 − 1 = 2、つまり OX = √2 です。

円に内接する正方形の1辺は √2 なので、Aから距離 √2 の点E、Fが、Aのとなりの頂点です。

豆知識

ナポレオンが出題したとされるのは、こちらの「コンパスだけで円周を4等分せよ」という問題だという説もあります。

コメント

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