三角形に内接する正方形の作図
問題:三角形ABCに内接する正方形(1辺がBCの上にあり、残りの2つの頂点がそれぞれAB、ACの上にある正方形)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)
- Bを中心に、Cを通る円をかきます。
- Cを中心に、Bを通る円をかき、下側の交点をXとします。
- Xを中心に、Bを通る円をかきます。この円はCも通ります。
- CとXを結ぶ直線を引き、Xの円との交点(C ではない方)をZとします。CZはこの円の直径です。
- BとZを結ぶと、BでBCに垂直な直線です。Bの円との交点(下側)をDとします。
- Dを中心に、Bを通る円をかき、Cの円との交点(B ではない方)をEとします。BCEDは正方形です。
- AとDを結び、BCとの交点をPとします。
- AとEを結び、BCとの交点をQとします。PQが正方形の1辺です。
- Pを中心に、Qを通る円をかき、ABとの交点をRとします。
- Qを中心に、Pを通る円をかき、ACとの交点をSとします。
- PとRを結びます。
- RとSを結びます。
- SとQを結べば、内接する正方形PQSR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)
Xの円で、CZは直径なので ∠CBZ = 90° です。よってBDはBCに垂直で、BD = BC、さらにDE = BC、CE = BC なので、BCEDは正方形です。
Aを中心にして正方形BCEDを縮めると、DとEはそれぞれ直線AD、AE上を動き、BとCは辺AB、AC上を動きます。DとEがちょうどBCの上に来たときの像(P、Q)が答えの正方形の下の2頂点です。
残りの2頂点は PR = PQ、QS = PQ で、それぞれAB、ACの上にあります。
豆知識
「形は決まっているが大きさが決まらない図形」を先に作り、拡大・縮小で条件に合わせる方法を相似法といいます。
コメント
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