正五角形の作図

正五角形の作図

実際には、正十角形の作図をして、点を2つおきに結んで正五角形にします。
図の∠FOAが36°になれば正十角形の作図の完成です。
円の半径を2とすると、公式※により、FAの長さは√5−1になります。
√5を作るために、左下図のような、1:2:√5の直角三角形を利用します。
これらを、効率よく作るように図をまとめると、上図のようになります。
(手順)
 点Oを中心とした円(円1)と、円1に内接する半径が半分の円(円2)を描きます。
 円1と円2の接点を点C、円2の中心を点Dとし、点Oにおける円2の接線(円1の直径になります)
 を引き、円1との交点を点A、点Bとします。
 線分ADと円2の交点を点Eとし、点Aを中心とし点Eを通る円(円3)を描きます。
 円1と円3との交点を点F、点Gとするとき、線分FGの長さで円1を切れば、正五角形、
 線分AFの長さで円1を切れば、正十角形が描けます。


※AFの長さは、以下のようにしても求められます。

上図において、
 OF=OA=2
 ∠FOA=∠OFK=∠AFK=36°
です。また、AF=x とおくと、
 OK=FK=AF=x
△OAF と △FAK は相似ですから、
 2:x=x:AK
より、
 AK=x2/2
よって、OAにおいて、
 x2/2+x=2
 x2+2x−4=0
これを解いて、
 x=−1±√(1+4)
x>0より、
 x=AF=√5−1

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