・ 角の2等分                   S.H氏

 「角の2等分」と聞いて、直ぐに、その作図方法が頭に描ける人は、かなり幾何が好きな人
である。
    

 中学・高校で習う「角の2等分」は、上図のように、頂角O が分かっている場合に限られて
いる。
(作図方法) 頂角Oを中心として、適当な半径で円弧を描き、2直線との交点を、E、F とす
        る。次に、2点E、F を中心として、適当な同じ半径で円弧を描き、その交点を
        Gとする。このとき、2点O、G を結ぶ直線が求めるものである。

 ところが、最近、次のような問題に遭遇した。

問題  頂角を持たない角を2等分せよ。

     「頂角を持たない」という条件なので、上図のよう
    に、頂角を作図してから、通常の「角の2等分」の
    作図をするのは邪道であろう。

     この問題に対して、次のような作図方法がある
    ことを、最近知った。

     結果が分かれば、その証明は容易である。
    「作図の心構え」に従って、作図すればよい。





(作図方法)  2つの線分AB、CDに交わる直線を適当に引き、交点を、P、Q とする。

     解析 ・・・ 角の2等分線が引けたものとする。このとき、この2等分線上には、
            △OPQ の内心と傍心が存在する。よって、この2点を作図すれば、
            求める直線が得られる。

     作図 ・・・  2点P、Q において、角の2等分線を引き、それらの交点を、R、S
            とおく。このとき、2点R、S を結ぶ直線を引けばよい。

     

     証明 ・・・ 四角形PSQR は、∠SPR=∠SQR=90°なので、円に内接する
            四角形である。三角形の外角の性質と、円周角の定理により、
           x+∠OQR=∠SRQ=∠SPQ  、 y+∠OPR=∠SRP=∠SQP
           よって、 x =∠SPQ−∠OQR=∠SPQ−∠PQR
                 y =∠SQP−∠OPR=∠SQP−∠QPR
           したがって、
              x − y =(∠SPQ−∠PQR)−(∠SQP−∠QPR)
                   =(∠SPQ+∠QPR)−(∠PQR+∠SQP)
                   =∠SPR−∠SQR
                   = 0   (∠SPR=∠SQR=90°より)
             よって、 x = y

   以上から、2点R、S を結ぶ直線RSは、2つの線分AB、CDのなす角を2等分する。

(参考文献:野口健助 著 平面画法入門(日刊工業新聞社))

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