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三角形に内接する正方形の作図

未AC問題 28 / 50三角形難しさ ★★★★★ マスター

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)
  1. Bを中心に、Cを通る円をかきます。
  2. Cを中心に、Bを通る円をかき、下側の交点をXとします。
  3. 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。
  4. 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。
  5. 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。
  6. 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。
  7. AとDを結び、BCとの交点をPとします。
  8. 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。
  9. Pを中心に、Qを通る円をかき、ABとの交点をRとします。
  10. Qを中心に、Pを通る円をかき、ACとの交点をSとします。
  11. PとRを結びます。
  12. RとSを結びます。
  13. 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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