基本の作図(垂直二等分線・角の二等分線・垂線)

中1の基本の作図を、図でやさしく解説。定規とコンパスだけで、垂直二等分線・角の二等分線・垂線をかく手順と、なぜそうかけるのか(性質)を、図と例題でしっかりわかります。

このページのゴール

定規とコンパスを使って、垂直二等分線・角の二等分線・垂線を正しく作図でき、なぜその手順でかけるのか(等距離の性質)を説明できるようになる。

作図は「定規とコンパスだけ」で図形をかく、パズルのようなおもしろさがあります。コツはたった1つ、コンパスで“等しい長さ”をとること。これさえつかめば、垂直二等分線も角の二等分線も垂線も、同じ考え方でかけます。手順と「なぜそうかけるのか」を図で攻略しましょう。

作図の道具と約束

作図で使えるのは、次の2つだけです。

  • 定規…まっすぐな線を引く。ただし目もりで長さを測ってはいけない
  • コンパス…円をかく。そして等しい長さを写しとる(ここがいちばん大事)。

コツ

作図の合言葉は「等しい長さをとる」。コンパスの開きを変えずに2か所に弧をかくと、その2か所は中心から同じ距離になります。この「等距離」をうまく使うのが、すべての作図の正体です。作図した線は消さずに残しておきましょう(採点で見られます)。

垂直二等分線の作図

垂直二等分線は、線分を垂直に・真ん中で分ける直線です。

やり方

  1. AA を中心に、半径を線分の半分より大きくとって弧をかく。
  2. 同じ半径のまま、点 BB を中心に弧をかく(上と下で交わる)。
  3. 2つの交点 PPQQ を定規で結ぶ。これが垂直二等分線。
ABMPQ

なぜそうかけるの?

PP は、AA からも BB からも同じ半径でかいた弧の交点なので、PA=PBPA=PB。点 QQ も同じく QA=QBQA=QB。つまり PPQQ も「AABB から等しい距離にある点」。この2点から等距離の点を結ぶと、垂直二等分線になるのです。逆に、垂直二等分線上の点はすべて AABB から等距離です。

理解チェック①

角の二等分線の作図

角の二等分線は、1つの角を半分に分ける直線です。

やり方

  1. 角の頂点 OO を中心に弧をかき、2つの辺との交点を CCDD とする。
  2. CCDD を中心に、同じ半径で弧をかき、交点 EE をとる。
  3. OOEE を定規で結ぶ。これが角の二等分線。
ODCE

なぜそうかけるの?

OC=ODOC=OD(同じ弧でとった)で、CE=DECE=DE(同じ半径でとった)。だから三角形 OCEOCEODEODE はぴったり重なり(合同)、COE=DOE\angle COE=\angle DOE。つまり OEOE は角を半分に分けます。EE は「角の2つの辺から等しい距離にある点」になっているのがポイントです。

垂線の作図

垂線は、ある点を通って直線に直角に交わる線です。直線上の点 PP を通る垂線をかいてみましょう。

やり方

  1. PP を中心に弧をかき、直線との交点を AABB とする(PA=PBPA=PB)。
  2. AABB を中心に、同じ半径PAPA より大きく)で弧をかき、交点 QQ をとる。
  3. PPQQ を定規で結ぶ。これが垂線。
PABQ

これも仕組みは垂直二等分線と同じ。QQAABB から等距離なので、PQPQ は線分 ABAB の垂直二等分線。だから直線に垂直になります。「等しい長さをとって、等距離の点を結ぶ」——どの作図も、この一手でできているのです。

理解チェック②

いっしょに解こう

セナちゃんのアイコン
セナ

作図って、コンパスをどこに刺してどれくらい開けばいいか、いつも迷う…

ホクト先生のアイコン
ホクト先生

迷ったら「等しい長さをとりたいのはどこ?」と考えよう。垂直二等分線なら、AとBから等距離の点がほしい。だからAとBに刺して、同じ開きで弧をかく。コンパスの開きは途中で変えないのがコツだよ。

セナちゃんのアイコン
セナ

角の二等分線と垂線って、手順が似てない?

ホクト先生のアイコン
ホクト先生

そう、ぜんぶ仲間なんだ。「2つの点から等しい距離の点をとって結ぶ」のが共通のしくみ。角の二等分線は『2辺から等距離』、垂直二等分線と垂線は『2点から等距離』。等距離がキーワードだよ。

よくある間違い

つまずきやすい2つを先回りします。

❌ 垂直二等分線で、AとBの弧の半径を変える → 交点がAとBから等距離にならない。⭕ 同じ半径でかく。

❌ 半径を線分の半分より小さくする → 弧が交わらない。⭕ 半分より大きくとる。

やってみよう(練習問題)

✏️ やってみよう①(基本:手順を答える)

作図の手順や性質を確認しましょう。

  1. 線分 ABAB の垂直二等分線上の点 PP について、PAPAPBPB の関係は?
  2. 角の二等分線をかくとき、頂点 OO から最初にかくのは何?
答えと解説を見る
  1. PA=PBPA=PB(垂直二等分線上の点は、両端から等しい距離)
  2. OO を中心とする弧(2辺との交点 CCDD をとるため)

✏️ やってみよう②(標準:性質を使う)

作図の性質を考えます。

  1. 垂直二等分線は、線分とどんな角度で交わる?
  2. 「線分 ABAB から等しい距離にある点」をすべて集めると、どんな線になる?
答えと解説を見る
  1. **直角(90°)**で交わる(“垂直”二等分線だから)
  2. 線分 ABAB の垂直二等分線(2点から等距離の点の集まり=垂直二等分線)

✏️ やってみよう③(応用:作図を使う場面)

作図を使う場面を考えましょう。

  1. 2つの town A、B から「同じ距離」の地点を結ぶ線をかくには、何の作図を使う?
  2. 三角形の3つの辺の垂直二等分線を引くと、それらは1点で交わる。その点は三角形の3つの頂点からどんな距離にある?
答えと解説を見る
  1. 垂直二等分線(A、Bから等距離の点の集まり)
  2. 3つの頂点から等しい距離にある(だからその点を中心に、3頂点を通る円=外接円がかける)

おうちの方へ

作図の本質は「コンパスで等しい長さ(半径)をとる」ことです。分度器や目もりを使わずに直角や二等分ができる不思議さを、まず体験させてください。つまずきの多くは「A と B で弧の半径を変えてしまう」「半径が小さすぎて弧が交わらない」の2つ。コンパスの開きを途中で変えないこと、半分より大きめにとることを声かけすると安定します。なぜかけるのか(等距離の点の集まり)を図で理解できると、丸暗記にならず応用がききます。

定規とコンパスで3つの基本作図ができるようになりました。仕上げは、円とおうぎ形の計算(弧の長さ・面積)です。

📌 1分まとめ(声に出して読もう)

  • 作図は定規(線を引く)とコンパス(等しい長さ・円)だけ。長さは測らない。
  • 垂直二等分線…2点から等しい距離の点を2つとって結ぶ。2点から等距離の点の集まり。
  • 角の二等分線…角の2辺から等しい距離の点をとる。2辺から等距離の点の集まり。
  • 垂線…直線上(外)の点から、左右等しい距離の点をとって結ぶ。
  • コンパスでとった等しい長さが、すべての作図のカギ。

よくある質問

垂直二等分線は、どうやって作図しますか?

①点Aを中心に、半径を線分の半分より大きくとって弧をかく、②同じ半径のまま点Bを中心に弧をかく、③上下2つの交点を定規で結ぶ、の3ステップです。結んだ直線が、線分ABを垂直に・真ん中で分ける垂直二等分線になります。コンパスの開きを途中で変えないのがコツです。

なぜ2つの弧の交点を結ぶと、垂直二等分線になるの?

交点は、AからもBからも「同じ半径」でかいた弧の上にあるので、Aからの距離とBからの距離が等しい点だからです。2点から等しい距離にある点を集めると、その線分の垂直二等分線になります。角の二等分線や垂線も、この「等距離の点をとって結ぶ」という同じしくみでかけています。

作図では、定規の目もりで長さを測ってもいいの?

いいえ、測ってはいけません。作図で使えるのは、まっすぐな線を引くための定規と、円をかいて等しい長さを写しとるためのコンパスの2つだけです。また、作図の途中でかいた弧や線は採点で見られるので、消さずに残しておきましょう。

垂直二等分線の作図で、弧が交わらないときはどうすればいいの?

コンパスの半径が小さすぎるのが原因なので、線分の半分より大きく開き直してかきます。もうひとつ多い失敗は、点Aと点Bで弧の半径を変えてしまうこと。半径がちがうと交点が2点から等距離にならないので、必ず同じ半径のままかきます。

#平面図形#作図#垂直二等分線#角の二等分線#垂線#中1数学