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三角定規で165°

 いきなりですが問題です.

小学校の算数で用いられる,2枚の三角定規を使って,105°の角を作ってください.

 三角定規の形状は,[wikipesia:三角定規]に書かれています.「角が45°・45°・90°(直角二等辺三角形)の三角定規と、角が30°・60°・90°(正三角形の半分、半正三角形)の三角定規の2枚一組」を使用します.「直角二等辺三角形の斜辺(45°-45°の辺)と、半正三角形の長いほうの隣辺(90°-30°の辺)の長さは等し」いというのも,以下の図の作成に当たり考慮しています.
 冒頭の「105°の角」ですが,105°=60°+45°と分けると,半正三角形の60°の角と,直角二等辺三角形の45°の角を合わせて,一つの角にすればいい,と思いつきます.図にすると,以下の通りです.

 続いてですが問題です.以下では「小学校の算数で用いられる,」を省略しています.

2枚の三角定規を使って,165°の角を作ってください.

 2枚の三角定規の角の大きさを見て…それぞれの三角形から1つずつ,角を取り出して,足して165°となるような,組み合わせは存在しません.ここで,三角定規以外を使用してはならないこととします.もし紙と鉛筆も使用可能なら,90°の角を紙に書いてから,そこに45°と30°の角を合わせれば,165°が作れてしまいます.
 単純なたし算では,うまくいきそうにありません.ということでひき算を使います.先に,以下の問題を考えます.

2枚の三角定規を使って,15°の角を作ってください.

 これだと思いつくのは,15°=45°-30°です.角度のひき算というのは,大きい角の図形(ここでは三角定規,以下同じ)の上に,小さい角の図形を乗せることで,実現できます.図にすると,以下の通りです.

 それでは戻って,165°です.180°-15°=165°を使うことにしましょう.次のようにします.

 半正三角形のうち,直角二等辺三角形が乗っていない部分の三角形の内角は,まず30°,次に180°-45°=135°,そして残りは,三角形の内角の和に基づき15°です.この角の外角は,180°-15°=165°,というわけです.三角形の2つの内角と1つの外角に気づけば,30°+135°=165°という求め方も可能です.
 元ネタは,以下のセンターカラー・p.36(青山尚司: 2枚の三角定規を使ってできる角度)でした.

 なのですが,「三角定規 165」で検索すると,図を見つけることもできます.

 画像は独自に作成しました.SVGファイルを作ってから変換しました.
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