周辺教材「出口の数学」
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正五角形
大阪高等学校数学教育会 教材開発委員会

1 正五角形の性質

 正五角形の持っている美しい性質について考えてみよう.
図の正五角形ABCDEは,円に内接している.

問題1 図で,・印を1つつけた角の大きさはすべて等しい.このことを示しなさい.
問題2 その角の大きさは何度でしょう.
問題3 △ACD ∽ △CDQ を示しなさい.
問題4 △QAC は QA=QC の二等辺三角形であることを示しなさい.
問題5  CD=1 としたとき,QD=xとすると,どのような式ができますか.また,その式を解いてxを求め,線分ADの長さを求めなさい.

考察 ピタゴラス学派とペンタグランマ(正五角形の対角線を結んだ星形)
 三平方の定理で有名な,古代ギリシャの数学者ピタゴラス(BC.6世紀ごろ)のグループは,美しい図形「正五角形」を作図できることを誇りにして,ペンタグランマをシンボルマークとし,星形の 徽章(きしょう)を胸につけていたといわれている.

2 正五角形の作図

 次の手順でABを1辺とする正五角形を作図してみよう.

手順1 線分ABの垂直2等分線HLをひく.(Hは線分ABの中点)
手順2 ABの長さを1 として,HL上にHM=1となる点Mをとり,直線AMを引く.
手順3 直線AMのMの方への延長上に, となる点Nをとる.
手順4 点Aを中心として半径ANの円をかき, 直線HLとの交点をDとする.
手順5 点Aと点Dをそれぞれ中心とする,半径1の円をかき,交点をEとする.
手順6 点Bと点Dから 手順5 と同様にして点Cを求める.

以上から求めた点A,B,C,D,E を結べば正五角形ABCDEができます.

問題1  手順2 で作図した線分AM の長さを求めなさい.(AB=1とする)
問題2  手順3 で作図した線分AN の長さを求めなさい.
問題3  手順4 で作図した線分AD は正五角形の対角線になっているといえますか.

 本稿は,大阪高等学校数学教育会 教材開発委員会作成「出口の数学」第2集 §3.黄金分割 に掲載されているものを,八尾北高校・神永浩が再構成したものです.
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