三角形の作図|60°をコンパスだけで作るやり方【中1数学】1 min read

数学
生徒
生徒

60°の三角形の作図って、結局は分度器で角度をはかるんですよね?

おっしー
おっしー

それが、分度器なしでもいけるんです。コンパスで正三角形をつくると、その角がぴったり60°になるんですよ。今日はそのカラクリを一緒に見ていきましょう。

作図の問題は、道具のルールが決まっているのがポイントです。「コンパスだけ」「定規は線を引くだけ」と言われた瞬間に、多くの子が固まってしまいます。でも、種明かしをしてしまえば「なんだ、そういうことか」と拍子抜けするくらいシンプルです。今日はその考え方を、順番にほどいていきますね。

先に動画で確認したい方はこちらからどうぞ。

 

今回の問題

> AB=5cm、BC=4cm、∠B=60°の△ABCを作図しなさい。
> ただし、使えるのはコンパスと、線を引くための定規だけとする(分度器は使わない)。

パッと見ると「∠B=60°」という角度の指定があるので、つい分度器に手が伸びます。でも、この問題のねらいは「角度を、道具ではなく図形の性質でつくれるか」です。ここに気づけるかどうかが分かれ道になります。

 

核となる考え方:60°は正三角形からもらってくる

思い出してほしいのが、正三角形の性質です。

正三角形は3つの辺の長さがすべて等しく、3つの内角はすべて60°になります。

三角形の内角の和は180°ですね。正三角形は角も全部同じ大きさなので、180°を3つに分けて、ひとつ60°。だから正三角形の角は、はかるまでもなく必ず60°なのです。

そして正三角形は、コンパスさえあれば作図できます。「同じ長さ」はコンパスの得意技だからです。コンパスの開きを固定すれば、どこを中心にしても同じ半径の円がかけますよね。この「同じ長さを写しとる力」を使えば、3辺が等しい三角形=正三角形が作れて、そのおまけとして60°の角が手に入る、というわけです。

つまり作戦はこうです。

  • まずBのところに、コンパスで小さな正三角形をつくる
  • その正三角形の辺を、60°のガイドライン(目印の線)として使う
  • ガイドラインの上に、Bから5cmの点Aをとる

このイメージを持ったまま、実際の手順に進みましょう。

 

解法:3ステップで作図する

 

ステップ1:底辺BCを引く

まず定規で、長さ4cmの線分BCを引きます。

左に点B、右に点Cとしておきましょう。

これが三角形の土台になります。ここはコンパスで4cmをとってもいいですし、定規の目盛りで4cmをとってもかまいません。

 

ステップ2:Bのところに60°をつくる

ここが今回の山場です。Bを頂点にした正三角形をつくって、60°のガイドラインを引きます。

  • コンパスの開きを4cmにする
  • Bを中心にして、上のほうに弧をかく
  • 開きは4cmのまま、Cを中心にして、同じく上のほうに弧をかく
  • 2本の弧が交わった点を、仮にPとする

このとき、BP=BC=CP=4cmになっていますね。3辺が全部4cmなので、△BCPは正三角形です。

正三角形の角なので、∠PBC=60°が自動的にできあがります。分度器はいっさい使っていません。

あとは定規で、BとPを通る直線を引きます。この直線が、Bから60°の方向にのびるガイドラインです。

 

ステップ3:ガイドライン上にAをとって仕上げる

最後に、AB=5cmになるように点Aを決めます。

  • コンパスの開きを5cmにする
  • Bを中心にして弧をかき、ステップ2で引いたガイドラインと交わる点を求める
  • その交点が、点A

これでBA=5cm、∠ABC=60°がそろいました。

あとは定規でAとCを結べば、△ABCの完成です。

 

検算:本当に条件を満たしているか確かめる

作図が終わったら、指示された3つの条件を1つずつ見直します。

  • BC=4cm … ステップ1で4cmの線分として引いたのでOK
  • ∠B(∠ABC)=60° … 正三角形△BCPの角をそのまま使ったのでOK
  • AB=5cm … ステップ3でコンパスを5cmに開いてとったのでOK

3つとも条件どおりになっていますね。

ちなみに、AC(残りの辺)の長さは「なりゆき」で決まります。今回はABとBCと∠Bの3つが決まれば三角形は1つに定まるので、ACの長さは自分で決める必要はありません。逆にいうと、指定された3つの条件を正しく作図できていれば、三角形はひとつに決まるということです。ここも押さえておくと安心です。

 

よくあるつまずき

その1:反射的に分度器を出してしまう

「60°」と書いてあると、どうしても分度器で角度をはかりたくなります。でも問題文に「コンパスだけ」とあれば、分度器を使った時点でルール違反です。角度が出てきたら「正三角形(60°)や垂直二等分線(90°)で作れないかな?」と一度立ち止まる。この一拍が大事です。

その2:正三角形の作図そのものがあやふや

「同じ半径の弧を2つ交わらせると正三角形ができる」という手順が身についていないと、ステップ2で手が止まります。ここは作図の基本パーツなので、何回か手を動かして体になじませておくと、どの問題でも使い回せます。

その3:コンパスの開きを途中で変えてしまう

ステップ2では、BとCの両方で「同じ4cm」の弧をかくのがカギです。片方だけ開きを変えてしまうと、3辺が等しくならず、できる角も60°からズレます。弧をかいている間はコンパスの開きを変えない、と意識しておきましょう。

 

FAQ

Q. 90°(垂直)の作図はどうやりますか?

A. 90°は「垂線」や「垂直二等分線」の作図で作れます。ある点から、同じ半径の弧を線の上下で交わらせて、その2つの交点を結ぶと、もとの線と直角に交わる線が引けます。角度をはかるのではなく、左右対称の形から直角を取り出すイメージです。

Q. 30°の作図はできますか?

A. できます。今回のように60°を作ってから、その角を半分に分ける「角の二等分線」の作図を重ねると、30°になります。60°→半分で30°、という2段構えですね。

Q. 45°はどうやって作りますか?

A. まず90°(垂直)を作図して、その角を角の二等分線で半分にすると45°になります。「90°の半分」と考えると分かりやすいです。角度の作図は、60°・90°という土台を作って、そこから半分にしていくのが基本の発想になります。

 

まとめ

  • 60°の角は、分度器を使わなくても正三角形の性質でコンパスだけで作れる
  • 正三角形は3辺が等しく、3つの内角はすべて60°になる
  • 手順は3ステップ … ①BC=4cmを引く ②Bに正三角形を作って60°のガイドラインを引く ③ガイドライン上にBから5cmの点Aをとる
  • 作図のあとは、指定された3つの条件(辺・角・辺)を1つずつ検算する
  • 角度が出てきたら分度器ではなく「正三角形や垂線で作れないか」と一度立ち止まる

作図は、道具のルールと図形の性質がかみ合った瞬間に一気に景色が変わる単元です。「60°=正三角形からもらう」という発想が入ると、30°や45°への応用もつながって見えてきます。

Lafでは、こうした「考え方のコツ」をいっしょに手を動かしながら整理していきます。分からないところを気軽に相談したい人は、公式LINEからどうぞ。

 

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