アポロニウスの問題の一つ「 1つの点を通り、2つの直線に接する円(LLP)」の解までの作図手順 | Insight for WebAnalytics

Insight for WebAnalytics - 2025年7月21日(月) 10:57
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 1つの点を通り、2つの直線に接する円は、一般には下図のように二つの解(青い円)がある。

  1つの点を通り、2つの直線に接する円の作図(22手順)
条件:点A、2 直線OX, OY(Oで交わっている)(赤表示)
解の数:一般解は 2つ
作図手順:
第一段階:2 直線OX, OYに接する円を描く(9手順)
①∠XOYの二等分線 n を作図する(4)
(「基本作図パターン集」ページの「角の二等分線を描く」を参照のこと)
②①の途中で作図した点Cを通ってOYに垂直になる線 m を引く(4)
(「基本作図パターン集」ページの「与えられた点から与えられた直線へ垂線を引く」を参照のこと)
③直線OYと直線 m との交点をGとする(0)
④点Cを中心にして、半径CGの円C(青い円)を描く
作図経過を全て書き込むと分かりづらくなるので、重要な要素のみ残す。
△OGCは∠OGCを直角とした直角三角形になり、円CはOYに接する。角の二等分線 n を対称にして同様のことが言えるので、円DはOXに接している。
第二段階:2 直線A1C, A2Cを描く(3手順)
①直線OAを引き、円Cと直線OAとの交点を点A1, A2とする
②点A1と点Cを結んで直線A1Cを、点A2と点Cを結んで直線A2Cを引く(2)
ここから相似形を作る作図をしていくのだが、ごちゃごちゃしていくので、こまめに図示していく。
第三段階:Aを通り2直線A1C, A2Cに平行な線を描く(8手順)
①点Aを通り、直線A1Cに平行な直線 s を引き、直線 n との交点をC1とする(4)
②点Aを通り、直線A2Cに平行な直線 t を引き、直線 n との交点をC2とする(4)
(「基本作図パターン集」ページの「与えられた点を通り、与えられた線と平行になる線を引く」を参照のこと)
点C1とC2(青点)を得る。
最終段階:C1, C2を中心とした円を描く(2手順)
①C1を中心として、半径AC1の円C1を描く
②C2を中心として、半径AC2の円C2を描く
円C1と円C2が求める解の 2円(青円)である。
解説(相似形を利用)
2 直線に接する任意の円Cを元にして、点Aを通る円が円Cの相似形になるように作図していく手法になる。
直線と円の左側で交わる点が対応する相似関係は、円C:円C1=OC:OC1=OA1:OAになるような作図方法。
直線と円の右側で交わる点が対応する相似関係は、円C:円C2=OC:OC2=OA2:OAになるような作図方法。

 その他の解
二つの直線が平行で点が2直線に挟まれる場合に、解の数は二つだが、解法は上とは異なるものになる。
また、二つの直線が平行で、点が2直線に挟まれない場合は、要求を満たす円は描けない。
・関連ページへのリンク
10種の問題概観と前提とした定理
LLP問題の解までの作図手順(このページ自身)
CPP問題の解までの作図手順
CLP問題の解までの作図手順
CLL問題の解までの作図手順
CCP問題の解までの作図手順
CCL問題の解までの作図手順
CCC問題の解までの作図手順
参考文献
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