『定規とコンパスを使って Part5』解答


◆東京都の高校生 もやし さんからの解答。

∠XOY=90°を満たして半直線OXと半直線OYが交わっていて、点Oを求めない点とする。

  1. 半直線OX上に任意の点Aをとり、∠BAO=30°となるように半直線OY上に点Bを作図する。

  2. 線分ABの中点Mを作図し、線分ABを直径とする円Mを作図する。

  3. 円Mの円周上に点Pを、∠PMA=60°となるようにABについて点Oの反対側にとる。
    すると、直線PMが求める三等分線の1つになる。
    また、線分BMの垂直二等分線がもう一方の三等分線になる。


◆高知県 blue さんからの解答。

【例題】

xy平面上の集合X={(x,0)|x≧1} Y={(0,y)|y≧1}を考える。
A(1,0)、B(0,1)と置く。

以下、考える図形の範囲はX∪Y∪第一象限とする。
Aを通りx軸の正方向とのなす角がπ/3である直線をK'、
Aを通りx軸の正方向とのなす角がπ/6である直線をK”、
Bを通りx軸の正方向とのなす角がπ/3である直線をL’、
Bを通りx軸の正方向とのなす角がπ/6である直線をL”とする。

ここで、中心A、半径aの円ρ’、
中心A、半径bの円ρ”、
中心B、半径aの円σ’、 中心B、半径bの円σ”(0<a<b)を考える。

ρ’、ρ”とK'との交点をAに近い方から順にA1、A2
ρ’、ρ”とK”との交点をAに近い方から順にA3、A4
σ’、σ”とL'との交点をBに近い方から順にB1、B2 
σ’、σ”とL”との交点をBに近い方から順にB3、B4  と置く。

Aiを通りx軸に平行な直線とBiを通りy軸に平行な直線との交点をαi (i=1,2,3,4)とする。
α1とα2を通る直線、α3とα4を通る直線は 交点のわからない直交する直線X、Yの直角の三等分線である。

【解答】

分からない交点をとりあえずOと置く。
問題の図に則して説明する。

図のように与えられた直交する二直線上に二点A、Cをとり正方形OABC (ただし、O、A、B、Cは反時計回りに並んでいるとする)を作る。
次に、Aの左にDをCの上にGをAD=CGなるようにとり、正方形OABCと同じ側に正三角形ADE、正三角形CFGを作る。
そして∠DAEの二等分線、∠GCFの二等分線を作る。
そして中心A、半径aの円ρ’、中心A、半径bの円ρ”、中心B、半径aの円σ’、中心B、半径bの円σ”を作る。
(半径a,bは適当にとればよい)

これらは定規とコンパスを用いて作図できる。
以上で(例題)と同じ状況が作られた。
後は(例題)と同様にすればよい。


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