正5角形の作図いろいろ★

 

 

 

 

 

 

 

 

■正5角形の性質

 

 

 

 

 

 

 

 

 

正5角形の中に相似な2等辺3角形（頂角36°）が次々に組み込まれていく様子を見てください．
赤い2等辺3角形→緑の2等辺3角形→青い2等辺3角形
辺の比率は，いつもΦ：1です．Φは正5角形の対角線（星形の辺）で，1は正5角形の1辺です．
このとき成立する方程式，Φ²－Φー１=0を解いて（Φ>1をとる），Φ＝(1+√5)/2＝1.6180･･が得られます．Φは黄金比の値です．

■正5角形の実用作図法で以下のものがあります．

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

この作図はつぎの式が成り立ちます．AH=HB=1/2，MH=√3/2　であるので，
PH=(√3ー1)/2，従ってPB=(√[(√3－1)²＋1])/2＝(√[5－2√3])/2
AB/PB＝2√(65－26√3)/13＝1.6138･･･
この作図法は，イスラームのタイル作図で便利ですが，厳密な正５角形ではありません．
しかし，誤差は0.26%なので実用上問題ない恐るべき精度です．

 ■厳密な正5角形の作図

 

 

 

 

 

 

 

 

AB=1，AH=1/2，PH=1　ですので，AP＝(√[1＋2²])/2＝√5/2
従って，QP＝(1＋√5)/2＝Φ
この作図で得られるのは厳密に正5角形であることが証明されました．

■折り紙で作る正5角形(1)の精度

 

この図は折り紙で正5角形を作る原理を示しました．y=3xの直線とx軸のなす角θを求めると
θ＝arctan3＝71.5651･･°　となりますが，正5角形では72°になるべきです．
この誤差は．0.6％ですのでかなり良い精度と言えましょう．

他の角度は，72.1087（0.2%），
72.6524（0.9%）程度です．（カッコ内は誤差）

 

 

 

 

 

 

 

■折り紙で作る正５角形(2)の精度

折り紙の一太刀切で大変作り易い星型です．この原理は以下の図を見てください．
正5角形（星型）の一辺の中心角は360°/5＝72°ですから，一太刀切りに対応する中心角は36°です．
以下の図を見ると，一太刀切りの中心角は，35.783°(36°からのハズレは-0.6%)to,36.870°（+2.4%）に収まっています．