SakuzuMaster

1辺から正五角形の作図

未AC問題 17 / 50正多角形難しさ ★★★★★ マスター

問題:線分ABを1辺とする正五角形ABCDEを作図しましょう。

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、Bを通る円をかきます。
  2. Bを中心に、Aを通る円をかきます。
  3. 交点どうしを結び、ABの中点Mを求めます。
  4. Bを中心に、Mを通る円をかき、直線ABとの交点(M ではない方)をFとします。
  5. Mを中心に、Fを通る円をかきます。
  6. Fを中心に、Mを通る円をかきます。
  7. 交点どうしを結ぶと、Bを通るABの垂線です。Bの小さい円との交点をHとします(BH = AB の半分)。
  8. AとHを結びます。
  9. Hを中心に、Bを通る円をかき、直線AHとの交点のうちAから遠い方をKとします。AKが対角線の長さです。
  10. Aを中心に、Kを通る円をかきます。
  11. 「長さを写す」で、AKの長さを半径にしてBを中心とする円をかきます。2つの円の交点(上側)がDです。
  12. 「長さを写す」で、ABの長さを半径にしてDを中心とする円をかきます。最初の2つの円との交点がE、Cです。
  13. BとCを結びます。
  14. CとDを結びます。
  15. DとEを結びます。
  16. EとAを結べば、正五角形の完成です。

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)

AB = 1 とすると BH = 1/2 で ∠ABH = 90° なので、AH = √5/2 です。HK = HB = 1/2 なので AK = (1 + √5)/2 で、これは黄金比 φ ≒ 1.618 です。

正五角形の対角線の長さは、1辺の長さの φ 倍です。だから DA = DB = φ となる点Dが、ABの向かいの頂点です。

EとCは、それぞれA、Bから距離1、Dから距離1の点です。こうして5つの辺がすべて1、対角線がすべて φ の五角形ができ、これは正五角形です。

コメント

解き方の工夫や、もっと少ない手数の作図などを自由に書きこんでください。(GitHub アカウントでコメントできます)