作図とは?基本の作図3つとルールをわかりやすく【例題・問題つき】|合格大作戦 数学用語辞典

作図とは?基本の作図3つとルールをわかりやすく【例題・問題つき】|合格大作戦 数学用語辞典

合格大作戦 数学用語辞典 › 図形

高校受験

作図とは

定規とコンパスだけを使って、条件に合う図形をかくことです。定規は直線を引くだけで、目もりや分度器は使いません。基本は垂直二等分線・角の二等分線・垂線の 3 つです。

読み方:さくず/英語:geometric construction/習う学年:中学1年(平面図形)

サクラちゃん

サクラちゃん

作図の問題、どの線をかけばいいのか、いつもわからなくなります…

合格先生

合格先生

問題文の条件を読みかえてごらん。「2 点から等しい距離」なら垂直二等分線、「2 辺から等しい距離」なら角の二等分線。条件が 2 つなら、2 本の線の交点が答えだよ。

この用語のポイント

  • 道具は定規(直線を引くだけ)とコンパスだけ
  • 基本は垂直二等分線・角の二等分線・垂線の 3 つ
  • 2 点から等しい → 垂直二等分線、2 辺から等しい → 角の二等分線

やさしく言うと

作図は、定規とコンパスだけを使って、条件に合う図形をかくことです。定規は直線を引くためだけに使い、目もりで長さを測ってはいけません。分度器も使いません。

  • 決まった道具だけで料理する:包丁となべだけで作る、と決めたら、はかりがなくても工夫して作ります。作図も「定規とコンパスだけ」という決まりの中で、正確な図をかく工夫です。
  • 2 つの駅から同じ距離の場所:A 駅と B 駅のちょうど同じ距離のところに集まりたいとき、地図の上で A と B の垂直二等分線を作図すれば、その線の上ならどこでも同じ距離です。
  • まっすぐ下ろす:家から道路にいちばん近い道は、道路に垂直な線です。これも作図(垂線)で求められます。

コンパスは「同じ長さをうつす道具」です。目もりを使わなくても、コンパスの開きを変えなければ、同じ長さが正確にとれます。だから、測ったときのような誤差がありません。

ABM ① 垂直二等分線 A・B から同じ半径 交点 2 つを結ぶ AM = BM、AB と垂直
垂直二等分線:A と B から同じ半径の弧をかき、交点を結ぶ

まとめると、作図は「定規で直線、コンパスで円(同じ長さ)」の 2 つだけを組み合わせて、図形を正確にかく方法です。

「ここが大事!」と説明する合格先生

合格先生

作図では目もりも分度器も使わない!コンパスの跡も消さずに残そう。

作図で使えるもの・使えないもの

○ 使ってよい

  • 定規で 2 点を通る直線を引く
  • コンパスで、ある点を中心に円や弧をかく
  • コンパスで、ある長さをべつの場所にうつす
  • かいた線や円の交点を、新しい点として使う
  • 垂直二等分線・角の二等分線・垂線を組み合わせる
  • 正三角形をかいて 60∘60^\circ をつくる

× 使ってはいけない

  • 定規の目もりで長さを測る(3 cm をとる、など)
  • 分度器で角度をはかる
  • 三角定規の直角や 30∘30^\circ の角を使う
  • 「だいたいこのへん」と目分量で点をとる
  • コンパスの跡を消してしまう(答案では跡を残す)
  • 方眼のますを数える

図で見る:基本の作図 3 つ

中学 1 年で習う基本の作図は、次の 3 つです。どんな作図の問題も、この 3 つの組み合わせで解けます。

① 垂直二等分線

線分 AB の両はしから同じ半径で弧をかき、2 つの交点を結びます(上の図)。半径は AB の半分より長くとります。短いと弧が交わりません。

② 角の二等分線

OQ ①① ② 角の二等分線 ① O を中心に弧をかき、2 辺との交点をとる ② その 2 点から同じ半径で弧をかく ③ O と交点 Q を結ぶ
角の二等分線:頂点から弧、2 つの交点から同じ半径の弧、頂点と交点を結ぶ

③ 垂線(直線上にない点から)

PQℓ ③ 垂線 ① P から弧 → 交点 2 つ ② 2 点から同じ半径で弧 ③ P と Q を結ぶ
垂線:P から弧をかいて交点を 2 つとり、そこから同じ半径の弧をかく
うかるくん

うかるくん

垂線のかき方って、垂直二等分線とほとんど同じじゃないですか?

合格先生

合格先生

いいところに気づいたね。垂線は、直線上にできた 2 つの交点を結ぶ線分の垂直二等分線をかいているのと同じなんだ。P はその 2 点から等しい距離にあるから、ちゃんと垂直二等分線の上にあるよ。

どの作図を使うか

作図の問題は、「どんな点を求めたいか」から使う作図を決めます。

求めたい点・線使う作図理由
2 点から等しい距離にある点垂直二等分線垂直二等分線上の点は両はしから等しい距離
角の 2 辺から等しい距離にある点角の二等分線角の二等分線上の点は 2 辺から等しい距離
点から直線までの最短の線・高さ垂線垂直に下ろした線がいちばん短い
線分の中点垂直二等分線線分との交点が中点
円の接線(接点が決まっているとき)半径に垂直な線(垂線)接線は接点を通る半径に垂直
30∘30^\circ・45∘45^\circ の角正三角形・垂線 + 角の二等分線60∘÷260^\circ\div2、90∘÷290^\circ\div2

条件が 2 つあるときは、それぞれの条件を満たす線をかき、その交点を答えにします。たとえば 3 点 A, B, C から等しい距離の点は、AB の垂直二等分線と AC の垂直二等分線の交点です。

ABCO 赤い点線= 垂直二等分線 OA=OB=OC
3 点から等しい距離の点 O:垂直二等分線 2 本の交点。O を中心に 3 点を通る円がかける

この考え方を使うと、円の中心がわからない円でも、中心を作図できます。円周上に 3 点をとって、2 本の弦の垂直二等分線をかけば、その交点が中心です。円の中心は、円周上のどの点からも等しい距離(半径)にあるからです。お皿のまん中を見つけるときにも使える方法です。

テスト・入試ではこう出る

作図は中学 1 年の平面図形で習います。高校入試では、「条件に合う点 P を作図しなさい。作図に用いた線は消さずに残しておくこと」という形がよく出ます。

  • 基本の作図(垂直二等分線・角の二等分線・垂線)をそのままかく。
  • 2 つの条件を満たす点を、2 本の線の交点として求める。
  • 円の中心・接線・45∘45^\circ などの角を、基本の作図を組み合わせてかく。

例題1(中点の作図)

線分 AB の中点 M を作図する手順を説明しましょう。

  1. 点 A を中心に、AB の半分より長い半径で円の弧をかく。
  2. 点 B を中心に、同じ半径で弧をかき、①の弧との交点を 2 つ(上と下)つくる。
  3. 2 つの交点を直線で結ぶ。これが AB の垂直二等分線。
  4. 垂直二等分線と AB の交点が、AB の中点 M。

垂直二等分線の上の点は、A と B から等しい距離にあります。だから AB 上のその点は、AM=BM の中点です。

例題2(条件に合う点)

直線 ℓ と、ℓ の上にない 2 点 A, B があります。ℓ 上にあって、A と B から等しい距離にある点 P を作図するには、どうすればよいですか。

  1. 「A と B から等しい距離にある点」は、線分 AB の垂直二等分線の上にある。
  2. 「直線 ℓ 上にある」ので、垂直二等分線と ℓ の交点が求める点 P。

答え 線分 AB の垂直二等分線を作図し、直線 ℓ との交点を P とする。

ひらめいたうかるくん

うかるくん

「等しい距離」と読んだら、垂直二等分線か角の二等分線の出番ですね!

まちがえやすい点

腕でバツを作る合格先生

合格先生

中点は定規で測らない! 垂直二等分線をかいて、線分との交点で求めよう。

  • 目もりで長さを測る:中点を「定規で測って半分」ととるのはまちがいです。作図では垂直二等分線で中点を求めます。
  • コンパスの開きを途中で変える:垂直二等分線で、A からの弧と B からの弧の半径がちがうと、正しい線になりません。2 つの弧は同じ半径でかきます。
  • 半径が短すぎて弧が交わらない:垂直二等分線で、半径を AB の半分以下にすると、2 つの弧が交わりません。AB の半分より長く開いてからかきましょう。少し長めにとると、交点がはっきりします。
  • 作図の跡を消す:入試では、コンパスの弧や補助の線を残すことが求められます。跡がないと、作図したことが伝わりません。
  • 「点から等しい」と「辺から等しい」を取りちがえる:2 つの点から等しい距離なら垂直二等分線、2 つの辺(直線)から等しい距離なら角の二等分線です。

ことばの由来・歴史

「作図」は「図を作る」という意味です。定規とコンパスだけで図形をかく方法は、古代ギリシャで重んじられ、ユークリッドの『原論』にも使われています。長いあいだ「定規とコンパスだけで、どんな角でも 3 等分できるか」が問題になっていましたが、19 世紀に一般には不可能であることが証明されました。90∘90^\circ のように 3 等分できる角もありますが、どんな角でもできる方法はない、ということです。

ミニ問題

問題1 30∘30^\circ の角を作図するには、どうすればよいですか。

答えと解き方を見る

正三角形をかいて、その角(60∘60^\circ)を二等分します。

  1. 線分 AB をかき、A・B を中心に半径 AB の弧をかいて、交点 C をとる。三角形 ABC は正三角形なので、∠CAB=60∘\angle CAB=60^\circ。
  2. ∠CAB\angle CAB の二等分線を作図すると、30∘30^\circ の角ができる。

同じように、垂線(90∘90^\circ)を二等分すれば 45∘45^\circ がかけます。

問題2 三角形 ABC の 3 つの辺から等しい距離にある点は、どのように作図しますか。

答えと解き方を見る

2 つの角(たとえば ∠A\angle A と ∠B\angle B)の二等分線をかき、その交点をとります。

角の二等分線の上の点は、角をつくる 2 辺から等しい距離にあります。∠A\angle A の二等分線上なら辺 AB・AC から、∠B\angle B の二等分線上なら辺 BA・BC から等しい距離。交点はこの両方を満たすので、3 辺から等しい距離です(この点を内心といいます)。3 つの点から等しい距離なら垂直二等分線を使うので、区別しましょう。

問題3 円 O の周上の点 A で、この円に接する直線(接線)を作図するには、どうすればよいですか。

答えと解き方を見る

直線 OA を引き、点 A を通る OA の垂線を作図します。

円の接線は、接点を通る半径に垂直だからです。点 A は直線 OA の上にあるので、A を中心に弧をかいて直線 OA との交点を 2 つとり、その 2 点の垂直二等分線をかけば、A を通る垂線になります。

関連する公式・用語

公式辞典で、くわしい証明と例題を見る

あわせて覚えたい用語

よくある質問

作図とは何ですか?

定規とコンパスだけを使って、条件に合う図形をかくことです。定規の目もりや分度器は使いません。

基本の作図にはどんなものがありますか?

垂直二等分線、角の二等分線、垂線の3つです。ほかの作図はこれらの組み合わせでできます。

作図で定規の目もりを使ってはいけないのはなぜですか?

作図は、直線を引くことと同じ長さをうつすことだけで、正確に図形をかく方法だからです。長さはコンパスでうつします。

作図の跡は消してもいいですか?

消してはいけません。入試では、作図に使った弧や線を残すように指示されることが多いです。

45°の角はどうやって作図しますか?

垂線をかいて90°をつくり、その角の二等分線をかきます。

作図は何年生で習いますか?

中学1年の平面図形で、垂直二等分線・角の二等分線・垂線の作図を習います。

出典・参考

  • 文部科学省「中学校学習指導要領(平成29年告示)解説 数学編」第1学年 B 図形(基本的な作図)

最終更新:2026年10月13日/作成:大学受験合格大作戦