前回は「動く図形を描いて得意になるポイント・コツ〜実際に自分で描く姿勢・定規を使って正確に作図・図形を頭と身体で理解・まずは描いてみる姿勢・問題14(1)(2)(3)・(1)解法〜」の話でした。
問題14(1)(2)(3)(再掲載)
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動く点と図形を理解するポイント:新たに出来る正方形の特徴
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動く点Pが辺CD上を点Cから点Dへ移動して行き、左上に次々と正方形が作られて行きます。
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こんな風に
なるんだね!
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最初描いてみた時は、
本当?って思った・・・
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今回は、動く点Pと新たに出来る正方形の全体像から「図形の特徴」を考えてみましょう。
動く点Pの最初の位置をP0として、「順にP1、P2、P3=Dと移動する」と考えます。
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新たに出来る正方形の右上の点である点Qが「全て同じ直線の上」です。
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問題文によりますが、今回のように「図形の特徴を答える」時には、自分で点に名前をつけましょう。
「移動する点」の時は、「移動に合わせて、点の名前に添字をつける」のが一つの考え方です。
「点PがP0から順にP1、P2、P3=Dと移動」するにつれて、「点QがQ0から順にQ1、Q2、Q3と移動」としましょう。
すると、(2)の答えの一つは、「点D、Q0、Q1、Q2、Q3は全て(同一)の一直線上にある」です。
図形の特徴を探る姿勢:直線と角度に注目
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最も気付きやすい特徴は、点Qの移動です。
この図形の他の特徴を考えてみましょう。
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他に
あるの?
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図形の特徴って、
どういうことを考えたらいいのかな?
まず、図形の特徴を考えてみましょう。
・辺や直線の長さに共通点
・辺と辺や二直線の角度に共通点
直線と角度を考えると図形を描くことが出来ます。
そこで、図形を考えるときは「辺や直線の長さ」と「辺と辺や二直線の角度」を考えましょう。
今回考えている正方形は「辺や直線の長さ、辺と辺や二直線の角度が全て同じ(同一)」です。
今回のように、「図形が新たに出来る」時の特徴は「点が同一直線上にある」などを考えましょう。
・共通する性質の点が同じ(同一)の直線上にある(直線は見えない場合がある)
・共通する性質の点が同じ(同一)の方向・角度を向いている
「何かの直線上にある」ことと「同じ方向・角度を向いている」は同じことを意味することもあります。
まずは、「点が同じ直線上にないか?」を考えましょう。
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これは、
もうないね・・・
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ちょっと待って・・・
直線って「まだ見えてない」かも・・・
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あっ、ひょっとしたら
この直線はどうかな?
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この点Rは
全部この点線の上にあるんじゃない?
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確かに
そうだね!
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(2)のもう一つの答えは、「点A、点R0、R1、R2、R3は全て(同一)の一直線上にある」です。
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これは
なかなか気づかないけど・・・
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この線は
真横な気もする・・・
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真横とか真上の方向だったら
気付きやすいかもね・・・
(2)の問題は「気づいた性質2つを答える」なので、上の二つが答えです。
・点D、Q0、Q1、Q2、Q3は全て(同一)の一直線上にある
・点A、点R0、R1、R2、R3は全て(同一)の一直線上にある
他にも共通する性質があるかもしれませんが、最も分かり易いのがこの二つでしょう。
点の名前の付け方は自由です。
Q0、Q1などとせずに、新たにX,Y・・・などと名前をつけても良いでしょう。
今回のようにたくさんの点が登場するときは、「点に添字をつける」と分かり易いです。
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確かに
そうだね!
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添字が同じ点は
「仲間」だから分かり易いね!
移動する点と新たに出来る図形を考える時は「同じ仲間・グループの点は同じ添字」が分かり易いです。
・移動する元の点の名前に添字をつけて整理
・同じ添字の図形は「同じ動く点に対する点」という同じ仲間・グループ
正方形の作り方:平行移動と90度回転
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ここで、正方形がどのように出来てゆくかを考えてみましょう。
正三角形を作るとき、「一つの辺を60度回転」と考えました。
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まず最初にオーソドックスな正方形の作り方「方法1」を確認しましょう。
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一辺を「その辺と同じ長さ」平行移動すれば、正方形を作ることができます。
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今度はもう一つの方法の「辺を90度、反対側に90度回転する」方法2を考えましょう。
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90度回転、反対側に90度回転(-90度回転)すると正方形が作れます。
・全ての辺が同じ長さ
・全ての角が同じで直角
正〜角形は「辺の長さと角度が全て同じ」ですが、正方形は「全ての角が直角」であることが大きな特徴です。
正三角形の「60度回転」と同様に、正方形の「90度回転」も知っておくと良いでしょう。
図形の性質の理由:矢印の考え方
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二つの性質が分かったので、(3)の「これらの性質を説明」を考えてみましょう。
二つの性質では、「Qの動き」の方が「Rの動き」よりも分かり易かったです。
「説明する」のは、「Qの動き」より「Rの動き」の方が分かり易いので、先にこちらを考えます。
上で考えた通り、正方形は「一つの辺を90度回転」と考えましょう。
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「動く点」の動きを追いかけるには、「矢印の考え方」が良いです。
例えば、動く点P1を矢印で考えましょう。
上の図のように、「BからP1の矢印=BからCの矢印+CからP1の矢印」となります。
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点P1に対応する正方形は「辺BP1を90°回転」すれば出来るはずなので、回転しましょう。
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これで、先ほどの「正方形の作り方2」と同様に、正方形R1BP1Q1のもう一辺である辺BR1が完成しました。
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これは
分かり易いね!
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点Rの動きが
よくわかる!
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上の黄色の二つの三角形は「回転させただけ」なので同じ(合同)です。
先ほど、辺BP1を回転して、辺BR1を回転しました。
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「黄色の三角形を90度回転している」ので、辺BCを90度回転すると辺ABとなります。
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二つの黄色の三角形は、同じ(合同の)直角三角形です。

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そこで、上のように「点PがP0,P1,P2,P3と移動するにつれて、R0,R1,R2,R3はBAに垂直な直線上を移動」します。
(3)の「説明」に関しては「証明」のように厳密ではなくても、上のように説明できることが求められます。
・「点D、Q0、Q1、Q2、Q3は全て(同一)の一直線上にある」説明←こちらの説明は?
・「点A、点R0、R1、R2、R3は全て(同一)の一直線上にある」説明←こちらを説明
(3)の答えの後半部の説明が終わりました。
前半部も「矢印」を元に考えて説明してみましょう。
今回説明した内容よりも少し難しいですが、次回ご紹介します。
次回は下記リンクです。