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ラングレーの問題って?

 <Langley's Adventitious Angles>

  下の図の「ラングレーの問題:
∠A=20°、AB=ACの二等辺三角形
において、∠DBE=20°∠ECD=30°
   のときに∠DEBの大きさはいくら?」

ラングレーの問題と整角四角形の画像
  
という問題は1920年ごろに、E.M.ラングレーが
正18角形の研究中に作られた問題だそう
  です。ここでは、四角形DBCEを右端図のように改め
て四角形ABCDとして∠ADBはいくら?〜という形
で整角四角形と呼ばれる形式で考えていきます。

整角四角形
 角度を求める問題だから簡単とは限りません。
上の問題では∠ADBと∠DAC以外は下図の
  ように決まりますが、
整角四角形の自明な角度の画像
  この∠ADBと∠DACを求める
  ためには、なんらかの補助線を
  引かないと解決しません。
  このような整数の角度が与えら
  れる四角形の問題
  を「整角四角形の問題」といい、
  逆に整角四角形の問題を単に
  「ラングレーの問題」という向きも
  あります。しかし答えの
  ∠ADBの値が整数であるとは限
  りません。ちなみにそのラングレー
  の問題の解答。「整角四角形」と
  名づけられたのは、清宮俊雄先生
  です。また、安田亨共著「なっとく
  の高校数学」よれば、「ラングレー
  の問題」を「フランクリンの凧」とい
  っていた頃がありました。これは、
  山本矩一郎先生のアイデアだ
  そうです。
整角四角形の問題形式

  
右の四角形ABCDにおいて
  ∠ABD = a   ∠DBC = b 
  ∠ACB = c   ∠DCA = d
  が与えられたとき、
  ∠ADB は何度ですか?
  というような問題です。
整角四角形のアルファベット
  それぞれの問題は対角線の
  交点は点Eとし、
  (a,b,c,d) の形で
  与えられ、 左右裏返しから、
  a≦d とします。
  上のラングレーの問題は
  (20,60、50、30)
  となります。

  問題(20,60、50、30)の答え
  はX=30ですが、 問題(20.60.
  50,40)となると、その答えは
  X=17.9…°となり、関数電卓で
  逆三角関数を使わないとムリです。



 
カシオ「ラングレーの問題」の計算サイト
(a,b,c,d)の4つの角度を入力して、
計算で結果のみ∠ADBがわかる外部
サイトを活用してみて下さい。


 ラングレーの問題 トピックス
  整角四角形の解きやすい問題を上から順
  に並べています。
  それぞれの問題をクリックして解いてみてく
  ださい。よく「ラングレーの問題」とよばれる
  問題は、↓の問題L11(20,60,50,30)
  になります。

  【使う道具】

  1  三角形の合同

  2  たこ型(底辺の等しい二等辺三角形
     を2つあわせたもの)

  3  同一円周上(円周角が等しい、対角
     の和が180°)

  4  外心、内心、傍心

  5  正三角形、二等辺三角形と、その対
     称性

  6  三角形を折り返す

  7  等脚台形、平行四辺形の性質

  これら以外には角の二等分線などの比の
  移動、中点連結定理や正十八角形…等
  が考えられます。
  10°単位の全ての整角四角形(ラングレ
  ーの問題)は下にあります。初めて解く問
  題は
定規と分度器を使って問題の図をき
  れいに書くことをお勧めします。

 
 問題番号  整角四角形のトピックス
L 1 問題(30,50,40,40)
L2 問題(40,40,20,30)
L3 問題(30,50,40,30)
L4 問題(20,20,100,30)
知識1 外心について
L5 問題(30、20、50、70)
L6 問題(20、30、30、40)
知識2 内心について
L7 問題(20、20、40、40)
L8 問題(30、30、40、70)
知識3 傍心について
L9 問題(10、20、100、40)
L10 問題(20、20、30、50)
L11 問題(20、60、50、30)
L12 問題(30、40、40、80)
知識4 外心についての定理
L13 問題(20、40、70、40)
L14 問題(20、40、40、30)
L15 問題(30、40、30、50)
L16 問題(30、50、70、40)
L17 問題(20、60、30、50)
L18 問題(40、30、30、70)
L19 問題(10、70、50、30)
L20 問題(100、30、20、120)
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