作図の手引き(Geometric Constructorマニュアル Vol.2):飯島康之
[「作図の手引き」目次]

2.標準的な作図


2.1 白紙の状態から作図を始めるときの手順

補助線を追加する場合,元にする図が予めあるが,一般には,白紙の状態から始めなけ ればならない。ここでは,そのように,最初から作図を行う場合について考える。
 Geometric Constructor では,あとで点を動かすことを考えているため,他の器具を使 った作図の場合とは少し違った図の見方をする。つまり,図形を,

「元にするいくつかの点」と「それを元に構成される他の幾何的対象」

に分け,後者のそれぞれについては,「補助線の追加」のときの要領で,構成的に作図を していく。

 例えば,外心の図の場合,
 元にする点: 3点(A,B,C)      と考えるし,
+−−−−−−−−−−−−−−−−+   +−−−−−−−−−−−−−−−−+
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+−−−−−−−−−−−−−−−−+   +−−−−−−−−−−−−−−−−+

  図−2.1 元にする3点           図−2.2 外心の図
四角形の各中点を結んで四角形を作る問題の図の場合,
 元にする点: 4点(A,B,C,D)    と考える。
+−−−−−−−−−−−−−−−−+   +−−−−−−−−−−−−−−−−+
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+−−−−−−−−−−−−−−−−+   +−−−−−−−−−−−−−−−−+

 図−2.3 元にする4点           図−2.4 4角中点
 このように,図形を

 「元にするいくつかの点」と「それを元に構成される他の幾何的対象」

に分け,まず,元にする点を入力し,あとは順次構成するという手順を経るため,作図に 当たって,まず次のことを考える必要がある。

 (1) いくつの点を元にするのか。
  (2) その後, どういう手順で作図を進めていけばよいのか。
このことを,外心の図の作図の場合を例にとって,Geometric Constructor での実際の 手順を追ってみよう。
+−−−−−−−−−−−−−−−−+
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+−−−−−−−−−−−−−−−−+

 図−2.5 完成予定図
 まず,元にする点は3つと考え,またその後の手続きを分析しておく。
そして,「新しく作図」を選択し,画面を初期化して,元にする点の数の分だけ,点の 位置を入力する。
+−−−−−−−−−−−−−−−−−−+−−−−−−−−−−−−−−−−−−−+
|                  |                   |
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+−−−−−−−−−−−−−−−−−−+−−−−−−−−−−−−−−−−−−−+

 図−2.6 「新しく作図」を選択     図−2.7 「はい」を選択
+−−−−−−−−−−−−−−−−−−+−−−−−−−−−−−−−−−−−−−+
|                  |                   |
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+−−−−−−−−−−−−−−−−−−+−−−−−−−−−−−−−−−−−−−+

 図−2.8 元にする点を入力         図−2.9 追加する必要がなくなったら Esc

  なお,このとき,必要に応じて,次のような機能が使える。
 (1) 座標軸の表示 (Aを押せば,座標軸の表示/消去)
+−−−−−−−−−−−−−−−−+   +−−−−−−−−−−−−−−−−+
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|                |   |                |
+−−−−−−−−−−−−−−−−+   +−−−−−−−−−−−−−−−−+

 図−2.10                                  図−2.11
 (2) 座標の表示 (Cを押せば,座標軸の表示/消去)
+−−−−−−−−−−−−−−−−+   +−−−−−−−−−−−−−−−−+
|                |   |                |
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|                | → |                |
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|                |   |                |
+−−−−−−−−−−−−−−−−+   +−−−−−−−−−−−−−−−−+

  図−2.12                                  図−2.13

 (3) Hを押せば,原点に移動
+−−−−−−−−−−−−−−−−+   +−−−−−−−−−−−−−−−−+
|                |   |                |
|                |   |                |
|                |   |                |
|                | → |                |
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|                |   |                |
+−−−−−−−−−−−−−−−−+   +−−−−−−−−−−−−−−−−+

  図−2.14                                  図−2.15
  (4) 速度の切り換え
      ・S:1ドットずつ
      ・M:5ドットずつ
      ・F:10ドットずつ
   ・1〜5:その長さ分(ドットではない)
   ・O:オプション(ドット数で,自由に設定可能)

 次に三角形を作図するため,「線分,多角形」を選択し,「多角形」を選択。そして,
「3」あるいは「0」を入力。↓↑を使って3点を指定すれば,三角形が作図される。
+−−−−−−−−−−−−−−−−−−+−−−−−−−−−−−−−−−−−−−+
|                  |                   |
|                  |                   |
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+−−−−−−−−−−−−−−−−−−+−−−−−−−−−−−−−−−−−−−+

  図−2.16「線分,多角形」を選択    図−2.17 「多角形」を選択
+−−−−−−−−−−−−−−−−−−+−−−−−−−−−−−−−−−−−−−+
|                  |                   |
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|                  |                   |
+−−−−−−−−−−−−−−−−−−+−−−−−−−−−−−−−−−−−−−+

  図−2.18「3」角形を入力(0でも可) 図−2.19↑↓を使って3点を指定
+−−−−−−−−−−−−−−−−−−+
|                  |
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|                  |
+−−−−−−−−−−−−−−−−−−+

 図−2.20三角形の作図終了

 次に垂直二等分線を作図したい。これは直線なので,次のような流れの入力になる。
+−−−−−−−−−−−−−−−−−−+−−−−−−−−−−−−−−−−−−−+
|                  |                   |
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+−−−−−−−−−−−−−−−−−−+−−−−−−−−−−−−−−−−−−−+

  図−2.21  「直線」を選択       図−2.22 「垂直二等分線」を選択
+−−−−−−−−−−−−−−−−−−+−−−−−−−−−−−−−−−−−−−+
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+−−−−−−−−−−−−−−−−−−+−−−−−−−−−−−−−−−−−−−+

  図−2.23  ↑↓を使って線分を指定   図−2.24 垂直二等分線の作図終了

 これを3回繰り返すと,完成予定図が得られる。なお,外心そのものが必要ならば,更
に,交点を「点」として意識化しなければならないので,「点」の中の「様々な交点」の
中の「2直線の交点」を指定し,作図する必要がある。

+−−−−−−−−−−−−−−−−−−+−−−−−−−−−−−−−−−−−−−+
|                  |                   |
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|                  |                   |
+−−−−−−−−−−−−−−−−−−+−−−−−−−−−−−−−−−−−−−+

  図−2.25  「点」を選択              図−2.26 「2直線の交点」を選択

+−−−−−−−−−−−−−−−−−−+−−−−−−−−−−−−−−−−−−−+
|                  |                   |
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+−−−−−−−−−−−−−−−−−−+−−−−−−−−−−−−−−−−−−−+

  図−2.27  2つの直線を選択      図−2.28 出来上がり

2.2 分析について

作図の途中で,自分がこれまでにどのような作図をきたのかわからなくなってしまった り,また他の人の作図の仕方について調べたいときには,編集メニューの中の「分析」を 使う手がある。「分析」を選択したときに表示されるファイルの中で,「作図データ」と 「幾何対象」という二つのファイルが分析結果であるが,普通は,「作図データ」の方を 使う。次図のような形で,作図の手順を表示する。
 なお,幾何対象の方は,それぞれの変数,点,線,円に関する情報を表示するが,こち らを使うのは,主にソフトのバグ(不具合)発見のためであり,普段は使わない。
+−−−−−−−−−−−−−−−−−−+−−−−−−−−−−−−−−−−−−−+
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+−−−−−−−−−−−−−−−−−−+−−−−−−−−−−−−−−−−−−−+

  図−2.29  「編集」を選択       図−2.30  「データ表示」を選択
「データ表示」の結果は,ファイルとして出力したものを,簡易エディタで表示してい る。印刷したければ,簡易エディタ内からも印刷できるし,DOS 上で,PRINT コマンドを 使ってもいい。
+−−−−−−−−−−−−−−−−−−+−−−−−−−−−−−−−−−−−−−+
|                  |                   |
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|                  |                   |
+−−−−−−−−−−−−−−−−−−+−−−−−−−−−−−−−−−−−−−+

  図−2.31「作図データ」の内容     図−2.32  「幾何対象」の内容

2.3 練習問題(3) 作図

 以下の図と同じような図を作図せよ。なお,どうしていいかわからないときには,「例 」の「全ファイル」の中から選択し, 分析すること。
(1)                  (2)
+−−−−−−−−−−−−−−−−−−+−−−−−−−−−−−−−−−−−−−+
|                  |                   |
|                  |                   |
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|                  |                   |
+−−−−−−−−−−−−−−−−−−+−−−−−−−−−−−−−−−−−−−+

  図−2.33 平行四辺形         図−2.34 垂足三角形
(3)                  (4)
+−−−−−−−−−−−−−−−−−−+−−−−−−−−−−−−−−−−−−−+
|                  |                   |
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|                  |                   |
+−−−−−−−−−−−−−−−−−−+−−−−−−−−−−−−−−−−−−−+

  図−2.35 辺の中点を結んで三角形   図−2.36 辺を2:1 に内分して三角形

(5)                  (6)
+−−−−−−−−−−−−−−−−−−+−−−−−−−−−−−−−−−−−−−+
|                  |                   |
|                  |                   |
|                  |                   |
|                  |                   |
|                  |                   |
|                  |                   |
|                  |                   |
+−−−−−−−−−−−−−−−−−−+−−−−−−−−−−−−−−−−−−−+

  図−2.37 (4) の手続きを2回繰り返す 図−2.38 角の2等分から内心
(7)                  (8)
+−−−−−−−−−−−−−−−−−−+−−−−−−−−−−−−−−−−−−−+
|                  |                   |
|                  |                   |
|                  |                   |
|                  |                   |
|                  |                   |
|                  |                   |
|                  |                   |
+−−−−−−−−−−−−−−−−−−+−−−−−−−−−−−−−−−−−−−+

  図−2.39 角の3等分線        図−2.40 モーレーの定理

[「作図の手引き」目次]