2007年04月28日

定規なしで紙を任意のn等分する方法

Posted by nene2001 at 16:16 / Tag(Edit): lifehack paper devide / 4 Comments: Post / View / 0 TrackBack / Google Maps このエントリーを含むはてなブックマーク

寝ながらダラダラ考えていたら、表記の方法を思いついたので書いてみる。
もしかしたらよく知られている方法かもしれないけど、俺は知らなかったしググっても見つからなかったので。

といっても、1からではなくてベースはあるんだけど。
よく知られたライフハックに、紙を3等分する方法として、

  • 紙を半分に折る(半分に折った折線をAとする)。
  • 元の紙の対角線Bと、半分に折ってできた小さな長方形の対角線のうちBと交わるものCにおいて、BとCの交点を通りAに平行な線が紙を3等分する線D。
  • Dに沿って紙を折った後、同じ大きさでもう一度折ると3等分の出来上がり。

3等分
▲ よく知られたと書きつつ、これもググってみたけど見つからなかったのでわざわざ作図しまつた ▲

というのがある。

なんでこれで3等分になるんだろう?と考えてたんだけど、考えれば当たり前で(というか当たり前だから正しく3等分されるので、というか何を書いているのか俺は)、

 3等分の場合解析

3等分の場合の数式

のようになり、3等分できるという原理。

ここで、最初の式を

n等分の場合

n等分の数式1

と一般化すれば、

n等分の場合の数式2

のようになり、紙をn等分及びm等分さえできれば、n+m等分することは定規なしで可能、ということになる。

m = 1とした上で n = 1、n = k + 1と考えてやれば帰納法であらゆる等分が定規なしでできることが証明されるし、実際にやる場合はn = 1からコツコツ折っていては紙がぐちゃぐちゃになるので、望む等分 = n + mを実現する適当なn、mを選びながら、手順が少なくなるよう折り進んでやればいい。

以上、一応念のため書いておくと、原理的にできることを書いただけで、この方法で折っていった結果、むちゃくちゃでっかい数等分しようとして折り過ぎで紙がよれよれになって使えなくなったとか、n等分する最初の1ヶ所の折り目は判るけど、後を同じ大きさに折っていくのが容易ではないので使えないとか、そういう突っ込みは勘弁してください。
もっと実用的なやり方で、任意のn等分する方法を知っている方おられたら、私も知りたいのでぜひ教えてください。

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 一番下の図におけるmとnは逆が正しいかと思われます。

Posted by: at 2007年04月30日 23:02

一応、簡単な手段として以下のようなものがあります。
図がないと説明がしづらいですが……。

縦に3等分したい場合を考えます。
紙の横の長さを1とします。
横向きに、1/3よりも小さい適当な長さx分、紙を折ります。
さらにもう一度、同じ長さxだけ、同じ向きに折ります。
さらにもう一度同じ向きに折りますが、これは折り目をつけるだけの意味で、すぐに紙を広げます。
これで、紙が横向きにx : x : x : (1-3x)に分割されたと思います。

ここで、x : x : xに三等分された長方形を斜めに折り、対角線の折り目をつけます。
この対角線と、x : x : xの分割線の交点が、紙を縦に見たときの3等分点になっています。
この点を通るように紙を縦に折り曲げれば、紙の3分割の完成です。

任意のn等分に関しても、x おそらく、折り曲げる回数的にもこちらの手法の方が簡単だと思われますが、いかがでしょうか。

Posted by: yun at 2007年05月01日 00:43

 すみません、最後の一文がおかしくなっています。
このコメント欄はひょっとして半角の<がHTMLタグとして見なされてしまうのかな。
最後の文だけ再投稿します。

----
任意のn等分に関しても、x < 1/n として、最初にn回折り曲げておけば成立します。
おそらく、折り曲げる回数的にもこちらの手法の方が簡単だと思われますが、いかがでしょうか。

Posted by: yun at 2007年05月01日 00:48

 3等分だけじゃなく5等分、7等分にも使える方法です。
斜めに折る必要がないので出来上がりが少しきれいになります。
方法は、
説明しやすいように紙の両側をそれぞれA,Bとします。

1、目分量であたりを付けて、Bから3分の1のところまでAから折り、印を付けておきます。
(Aから目分量3分の1のところに印がつきます)
2、1で付けた印の位置に、Bから折って印を付けます。
(Bから目分量3分の1のところに印がつきます。)
3、2で付けた印の位置に、Aから折って印を付けます。
このとき、1で付けた印と少し違う位置に印がつくはずです。
4、3で付けた印の位置までBから折ります。

あとは印の位置がずれなくなるまで繰り返せば、3等分のできあがり。

3等分ならABABAB…と折ればいいのですが、
5等分ならAABBAABB…
7等分はABBABBABB…
となります。
これより大きい数字でもできると思います。
因数が2,3,5,7の数字等分は組み合わせでできますし。

説明わかりにくくてすみません。

Posted by: at 2007年05月01日 10:46
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