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角に内接する円の作図

未AC問題 32 / 50円と接線難しさ ★★★☆☆ 応用

問題:∠AOB の2辺に接し、辺OA上の点Pで接する円を作図しましょう。

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. Oを中心に、Pを通る円をかき、半直線OBとの交点をP′ とします。もう1つの接点です。
  2. Pを中心に、Oを通る円をかきます。
  3. P′ を中心に、Oを通る円をかき、O ではない方の交点をXとします。
  4. OとXを結ぶと、∠AOB の二等分線です。
  5. Oの円とPの円の交点どうしを結び、OPの垂直二等分線を引きます。二等分線との交点をKとします。
  6. Kを中心に、Oを通る円をかき、二等分線との交点(O ではない方)をIとします。これが求める円の中心です。
  7. Iを中心に、Pを通る円をかけば完成です。

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)

Kの円は、O、P、P′ を通ります(Kは OP の垂直二等分線と PP′ の垂直二等分線=角の二等分線の交点なので、三角形OPP′ の外心です)。

OIはこの円の直径なので、∠OPI = ∠OP′I = 90° です。つまりIPはOAに、IP′ はOBに垂直です。

IP = IP′ なので、Iを中心とする半径IPの円は、2辺にそれぞれPとP′ で接します。

豆知識

ふつうは「Pを通るOAの垂線」と二等分線の交点として中心を求めます。ここでは垂線を引くかわりに、直径に対する円周角が直角になることを使いました。

コメント

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