Construct Equilateral Triangle – MathBitsNotebook (Geo

Equilateral Triangle
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使用条件 お問い合わせ先: MATSBN (日本語): Donna Roberts

作図にはコンパスと定規のみを使用すること。 フリーハンドで描かないこと!

正三角形

私たちは正三角形の3つの作図を行う予定です。 1つは一辺の長さが与えられた正三角形を構成するもので、他の2つは円に内接する正三角形を構成するものである。

方法1:

与えられる:三角形の一辺の長さ
構成:正三角形

STEP:
1. コンパスの点をAの上に置き、点Bまでの距離を測り、この大きさの弧をセグメントの上(または下)に振る。 コンパスのスパンを変えずに、コンパスの点をBの上に置き、同じ弧を振り、最初の弧と交差させる。
3. 交わる点を正三角形の3番目の頂点としてラベルを貼る。

作業中の全円を見る。

構築の証明をする。 円Aは円Bと合同であり、同じ半径の長さABを使ってそれぞれ作られたからである。 ABとACは円Aの半径の長さであるから、互いに等しい。 同様に、ABとBCは円Bの半径であり、互いに等しい。 したがって、代入(または推移的性質)により、AB=AC=BCとなる。 合同な線分は長さが等しいので、、ΔABCは正三角形(合同な3辺を持つ)。

方法2:

与えられたもの:紙1枚
構成:円内に内接する正三角形。

これは円に内接する正六角形の作図を修正したものです。

STEP:
1. コンパスポイントを紙の上に置き、円を描く。 (コンパスのスパンはそのままで!)
2.円の円周上の任意の場所にAと書かれた点を置き、出発点とする。
3.コンパスのスパンを変えずに、コンパスポイントをAの上に置き、円の円周に小さな弧を描く。
4.コンパスのスパンを変えずに、コンパスポイントを前の弧と円周の交点まで動かし、円の円周にもう一つ小さな弧を描く。 これを繰り返し、A点に戻ります。
6.A点を起点に、円周上のすべての円弧を結んで正三角形をつくります。

この作図の証明に関わる詳細な情報は、内接正六角形の証明を参照してください。 内接正六角形の証明は、正六角形の中心角が60°を含むことを示す。 この円に内接する三角形の中心角は120ºを含む。 ΔAOCは二等辺三角形(OAとOCは半径の長さ)なので、m∠OCA = m∠OAC = ½ (180 – 120) = 30º. ΔAOC ΔCOB ΔBOA by SASとなる。 CPCTCにより、∠OCB<5251>∠OCAとなり、代入によりm∠OCB=30º、m∠BCA=60ºとなる。 同様に、m∠ACB=∠CBA=m∠BAC=60゜となり、正三角形ΔABC.

方法3:

与えられたもの:紙1枚
構成:円に内接する正三角形.円形に内接する正三角形を構成する。

この方法は特殊な直角三角形30°-60°-90°の知識を利用するものである。

steps:
1. コンパスの点を紙の上に置き、円Oを描く。(このコンパスのスパンを保つ!)
2. 直定規を使って円の直径を描き、端点PとBをラベル付けする。
3. コンパスのスパンを変えずに、Pにコンパスの点を置いて一周描く。
4. 二つの円周の交点をA、Cとラベル付けする。
5. AからB、BからC、CからAへ線を引き、正三角形を作る。

作図を証明する。 半円に内接する角は直角であること、30°-60°-90°の三角形では短足の長さは斜辺の長さの半分であることを利用した作図である。 この作図では、円Oと円Pは半径の長さが同じであるため合同である。 AP は円 P の半径の長さであり、半径 AP = OP である。 OPも円Oの半径長(OBと一緒)であり、直径BP = BO + OP = 2 OPである。 代入するとBP=2APとなり、m∠ABP=30゜に必要な条件が整う。 その結果、m∠APB=60゜となる。 同様の論法でΔPBCについても、m∠PBC=30゜、m∠BPC=60゜となり、ASAによりΔPBC<5251>ΔPBA(BからPまで共有辺)<8617>が成り立つ。ここで、二つの合同な三角形の対応辺なので<511>、ΔABCは2等辺となる。 二等辺三角形の底角は合同なので、∠BAC ∠BCA となります。
m∠ABC = m∠ABP + m∠PBC = 30º + 30º = 60º 角度加算仮定と代入により、m∠BAC + m∠BCA + m∠ABC = 180º 三角形の角度の和は180°であるため、m∠BAC + m∠BCA = 180º 。 代入によりm∠BAC+m∠BAC+60º=180ºとなるので、2m∠BAC=120º、m∠BAC=60ºとなります。 したがってm∠BCAも代入で60゜になり、ΔABCは正三角形になります。

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