(1) 回転中心を同定する方法
正方形の折り紙を2枚用意してください。 この2枚を少しずらせて重ね合わせます。 そのときに影をみると16角形の星型になるようにします。 では、 上の正方形だけを 平行移動 または 回転 させて2枚の折り紙をきちんと重ねて合わせてください。
すると、 まず上の正方形の重心を回転中心として正方形の辺がそれぞれ平行になるように回転させてから、 きちんと重なるように上の正方形を平行移動させる人と、 まずどれかの頂点が重なるように上の正方形を平行移動させてから、 その重なった頂点を回転中心として上の正方形を回転させる人とに分かれると思います。 あなたはどっちですか?
では、 平行移動せずに回転だけで2枚の折り紙をきちんと重ねて合わせてくださいと言われたらできますか? その回転の中心点Pは不動点と言われます。
不動点の証明 :
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∠AEC = ∠ECD = 90°
∠BFC = ∠FCA = 90°
EC = FC
∠CAB = χ°
∠EeP = ∠FfP = 90°

△AEC と △DFC は相似
△BEC と △BeP は相似
△BFC と △BfP は相似
∠ECF = ∠ePf = ∠hPg = χ°
eP = fP
hP = gP
点Cを中心に、 直線ACと直線BDを反時計回りにχ°回転すると、 それぞれ、 直線CDと直線ABに重なる。
線分BC上の点Pを中心に、 直線ACと直線BDを反時計回りにχ°回転すると、 それぞれ、直線CDと直線ABに重なる。
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