線分の三等分の作図

問題 12 / 16難しさ ★★★☆ 応用お手本 8手

問題:線分ABを3等分する2つの点を作図しましょう。

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、2つの円の交点をC、Dとします。
  3. AとCを結びます。
  4. BとDを結びます。(ACとBDは平行です)
  5. Cを中心に、Aを通る円をかき、直線ACとのもう1つの交点をC′とします。
  6. Dを中心に、Bを通る円をかき、直線BDとのもう1つの交点をD′とします。
  7. CとD′を結びます。ABとの交点が1つ目の三等分点です。
  8. C′とDを結べば、ABとの交点が2つ目の三等分点です。

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)

四角形ACBDはひし形なので AC ∥ DB です。直線AC上には A、C、C′ が等しい間隔で、直線BD上には B、D、D′ が等しい間隔で並んでいます。

直線CD′ とABの交点をT₁ とすると、AC ∥ BD′ なので三角形T₁AC と三角形T₁BD′ は相似で、相似比は AC : BD′ = 1 : 2 です。よって AT₁ : T₁B = 1 : 2 となり、T₁ はABを3等分する点です。

C′ とDを結ぶ直線についても同じように考えると比が 2 : 1 になり、もう1つの三等分点が得られます。

豆知識

線分の3等分はこのように作図できますが、角の3等分は、コンパスと定規だけでは一般にはできません。

コメント

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