定規とコンパスのみを用いて任意の角の3等分はできないが、折り紙を用いると、0度から
90度の任意の角の3等分は可能であることが知られている。
但し、折り紙とは、一辺の長さが10cmの正方形とする。
(1) 折り紙を適当に折って、任意の角を作る。
(2) 同じ間隔で2回折り、折り目をつける。
(3) AがPC上A’、CがBE上C’になるように折り、折り目をつける。
(4) A’C’の中点B’に関して、A’B’とC’B’が重なるように折ると、その折り目はCを通る。
(5) (4)において、CB’、CC’が角の3等分を与えている。
((2)と(3)が、角の3等分のポイントである。)
(参考文献:1991年度神奈川県数学講座 「かたちを科学する」 講師:高木隆司(東京農工大))
ks さんからのコメントです。(令和4年10月18日付け)
「任意の角の3等分をつくることは、定規とコンパスだけではできない」と言われています
が、折り紙では、できるみたいですね。
Dengan kesaktian Indukmu さんからのコメントです。(令和4年10月18日付け)
折り紙を使うと、角の3等分はおろか5等分もできるらしいですね。定木とコンパスとでは
出来ない正11角形の作図もできるとか。(→ 参考:「折り紙による5次方程式の解法」)
GAI さんからのコメントです。(令和4年10月19日付け)
平面に3点A、B、Cをとり、今、角∠ABCを3等分することを試みる。
但し、定規に2つの傷、もしくは目印としてP、Qの2点をマジックで印を付けておく。
(1) 直線AB上に点BからPQの距離と同じ長さとなるように、そこに点Oをとる。
(2) 点Oを通り、直線BCに平行な線ODを引く。
(3) 点Oを中心として半径OB(=PQ)である円を描く。
(4) 定規を点Bを通る様にして、点Pが円と、点Qが直線ODと重なる様に調整したら、定規
に線BEを引く。
(説明のために、円と直線(=OD)との交点をそれぞれP、Qと名付ける。)
以上の作業から、△OPQ、△OBPは二等辺三角形より、
∠POQ=∠PQO=θ なら、 ∠OPB=∠OBQ=2θ で、また平行から、∠OQB=∠CBQ=θ
これから、 ∠ABC=3θ
したがって、∠ABCの3等分線の一つは直線BEであり、後は、∠ABE=2θを従来のやり方
で、これを2等分すればよい。
#定規の目的を直線をただ引くという役目に、ちょっと手を加えるだけで全てが変化すること
が面白いです。
らすかるさんからのコメントです。(令和4年10月19日付け)
後は、∠ABE=2θを従来のやり方で、これを2等分すればよい。
せっかくいろいろ補助線がありますので、これを利用して、Qを中心としてPを通る円を描い
て、円OとのPでない交点をFとすれば、BFがもう一つの3等分線になりますね。
DD++ さんからのコメントです。(令和4年10月21日付け)
(4) 定規を点Bを通る様にして、点Pが円と、点Qが直線ODと重なる様に調整したら、定規
に線BEを引く。
この条件を満たす定規の角度は全部で 6 つあります。
2 つは点 Q を点 O におき、定規を直線 AB に重ねて置く方法、
1 つは点 P を点 B に重ね、点 Q は点 O と異なるところに置く方法。
この 3 つは明らかに目的の線ではないので除外するとして、残り 3 つのうちどの線を使っ
て作図すればよいのでしょうか?
鋭角の場合は内角に 1 つと外角に 2 つなので、内角にあるやつを選択すればいいとして
も、鈍角の場合は内角に 2 つあります。
(コメント) 確かに、GAI さんの仰る作図法に従い描画しようとするとき、ちょっと戸惑いが
ありましたね!ただ、角の3等分を意識して、上図のような直線BEの作図に思い
至りました。
らすかるさんからのコメントです。(令和4年10月22日付け)
鈍角の場合は鋭角である外角を三等分したのちに、三等分線から外側に60°の角度を
とれば鈍角の三等分線ができますので、鋭角だけ三等分できれば十分とも言えますね。
以下、工事中!