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対頂角、平行線の同位角、錯角の問題です。 教科書で基本的な性質をしっかり理解してから、問題に取り組みましょう。 【対頂角】 2本の直線が交わっているとき,向かい合う2つの角を対頂角といい,対頂角は等しくなります。 【同位角】 2直線にもう1直線が交わるとき,それぞれの交点の周りにできる角のうち,同じ位置にできる2角を同位角といいます。 平行な 2直線では同位角の大きさは等しくなります。 【錯角】 2直線にもう1直線が交わるとき,それぞれの交点の周りにできる角のうち,斜め向かいにできる2角を錯角といいます。 平行な 2直線では錯角の大きさは等しくなります。 対頂角、平行線の角の基本 対頂角、平行線の角1 対頂角、平行線の角2 補助線が必要になるなど、やや複雑な問題です。
確かに言われてみれば、図を見た時からそんな感じがしてましたね。 この証明は、割と簡単にできます。 ですので、ぜひ一度考えてみてから、下の証明をご覧いただきたく思います。 【証明】 下の図で、$∠a=∠b$ を示す。 直線ℓの角度が $180°$ より、$$∠a+∠c=180° ……①$$ 同じく、直線 $m$ の角度が $180°$ より、$$∠b+∠c=180° ……②$$ ①②より、$$∠a+∠c=∠b+∠c$$ 両辺から $∠c$ を引くと、$$∠a=∠b$$ (証明終了) 直線の角度が $180°$ になることを二回利用すればいいのですね! また、ここから 錯角と同位角は常に等しい こともわかりました。 これが、先ほどの覚え方をオススメした理由の一つです。 「そもそもなんで直線の角度が $180°$ になるの…?」という方は、こちらの記事をご参考ください。 ⇒参考.「 円の一周が360度の理由とは?なぜそう決めたのか由来を様々な視点から解説! 」 錯角・同位角と平行線 今のところ、 「対頂角が素晴らしい性質を持っている」 ことしか見てきていませんね(^_^;) ただ、実は… 錯角と同位角の方が、より素晴らしい性質を持っていると言えます! ある状況下のみ で成り立つ性質 なのですが、これはマジで重宝するのでぜひとも押さえておきましょう。 図のように、$2$ 直線が平行であるとき、$∠a$ に対する同位角も錯角も $∠a$ と等しくなります! この性質のことを 「平行線と角の性質」 と呼ぶことが多いです。 まあ、めちゃくちゃ重要そうですよね! 平行線と角 問題 難問. では、この性質がなぜ成り立つのか、次の章で考えていきましょう。 平行線と角の性質の証明 先に言っておきます。 この証明は、 証明というより説明 です。 「どういうことなのか」は、読み進めていくうちに段々とわかってくるかと思います。 証明の発想としては、対頂角のときと同じです。 【説明】 まず、$∠a$ の同位角と $∠a$ の錯角が等しいことは、 目次1-2「対頂角は常に等しいことの証明 」 にて証明済みです。 よって、ここでは同位角についてのみ、つまり、$$∠a=∠c$$のみを示していきます。 ここで、直線の角度は $180°$ なので、$$∠c+∠d=180°$$が言えます。 したがって、対頂角のときと同様に、$$∠a+∠d=180°$$が示せればOKですね。 さて、これを示すには、$$∠a+∠d=180°じゃないとしたら…$$ これを考えます。 三角形の内角の和は $180°$ ですから、 右側に必ず三角形ができる はずです。 しかし、平行な $2$ 直線は必ず交わらないため、「直線ℓと直線 $m$ が平行」という仮定に矛盾します。 $∠a+∠d>180°$ とした場合も同様に、今度は 左側に必ず三角形ができる はずです。 よって、同じように矛盾するので、$$∠a+∠d=180°$$でなければおかしい、となります。 (説明終了) いかがでしょう…ふに落ちましたか?
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