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図形の基本用語 ── 直線・線分・半直線と角・平行・垂直

5章は 図形の世界。最初の一歩として、直線・線分・半直線などの「線」の種類、角の表し方、平行と垂直の記号を整理します。同じように見えて区別が必要な用語を、図と一緒に押さえましょう。

3種類の「線」

3種類の線の違い 直線 AB(両側に無限に伸びる) A B 線分 AB(A から B までの限られた長さ) A B 半直線 AB(A を始点に B 方向へ無限に伸びる) A B
図1:直線・線分・半直線の違い
用語
直線(ちょくせん)
両側に 無限に伸びるまっすぐな線。2点 A, B を通る直線を 直線 AB と呼ぶ。
用語
線分(せんぶん)
2点を 結んだ部分。長さがある(測れる)。線分 AB
用語
半直線(はんちょくせん)
1点(始点)から 一方向にだけ無限に伸びる線。半直線 AB(A が始点、B 方向へ伸びる)。

角(かく)の表し方

2本の半直線が1つの点(頂点)から出ているとき、その間に ができます。

用語
角の表記
∠ABC(読み:かくABC)── 頂点を真ん中に書く。
例:頂点 B を持つ角で、辺が BA と BC のとき → ∠ABC(または ∠CBA)。
頂点だけを書いて ∠B ということもある(混同のおそれがないとき)。

角の種類

  • 直角:90°
  • 鋭角(えいかく):0°より大きく90°より小さい
  • 鈍角(どんかく):90°より大きく180°より小さい
  • 平角(へいかく):180°(直線になる)

平行と垂直

用語
平行(へいこう)
2つの直線が 交わらないこと。記号:
例:AB ∥ CD(直線ABと直線CDは平行)。
用語
垂直(すいちょく)
2つの直線が 直角(90°)に交わること。記号:
例:AB ⊥ CD(直線ABと直線CDは垂直に交わる)。
このとき CD を AB の 垂線 という。
平行 AB ∥ CD A B C D 垂直 AB ⊥ CD A B C D
図2:平行 ∥ と垂直 ⊥

距離の表し方

用語
2点間の距離
2点 A, B を結んだ 線分の長さ。記号は AB
例:AB = 5 cm(点Aと点Bの距離は5cm)
用語
点と直線の距離
点から直線へ垂線を下ろしたときの 垂線の長さ。これが「点と直線の最短距離」になる。

図形用語は「どこまで続くか」で区別する

直線・半直線・線分は、見た目が似ていても意味が違います。直線は両方向に限りなく続く線、半直線は1点から一方向に限りなく続く線、線分は2点の間だけの線です。作図や証明では、この違いをあいまいにすると、図の読み取りがずれます。

  • 直線AB:AとBを通り、両方向にどこまでも続く。
  • 半直線AB:Aを出発点として、Bの方向へどこまでも続く。
  • 線分AB:AからBまでの限られた部分。長さを考えられる。

角・平行・垂直は記号でも読めるようにする

中学数学では、図形の条件が文章ではなく記号で書かれることがあります。AB // CD は「直線ABと直線CDが平行」、AB ⊥ CD は「直線ABと直線CDが垂直」という意味です。角は ∠ABC のように3文字で表し、真ん中のBが角の頂点になります。

よくあるミス
  • ∠ABC の頂点をAだと思ってしまう。頂点は真ん中のB。
  • 「平行」は交わらないことだけでなく、同じ平面上でどこまで延ばしても交わらないこと。
  • 点と直線の距離は、斜めではなく 垂直に下ろした長さで測る。

練習問題

問題1(用語)
次の説明にあてはまる用語を答えなさい。
  1. 2点を結んだ部分の線で、長さが測れるもの
  2. 1点を始点として、一方向に無限に伸びる線
  3. 2つの直線が直角に交わる関係
  4. 2つの直線が交わらない関係
答えを見る

(1) 線分 (2) 半直線 (3) 垂直 (4) 平行

問題2(角)
次の角は鋭角・直角・鈍角のどれか。
  1. 30°
  2. 90°
  3. 120°
  4. 180°
答えを見る

(1) 鋭角 (2) 直角 (3) 鈍角 (4) 平角(直線)

問題3(記号)
次を記号で表しなさい。
  1. 直線AB と直線CD は平行
  2. 直線EF と直線GH は垂直
  3. 頂点 B を持ち、半直線 BA と BC でできる角
答えを見る

(1) AB ∥ CD

(2) EF ⊥ GH

(3) ∠ABC(または ∠CBA、∠B でも可)

まとめ

  • 3種類の線:直線(無限)、線分(限られた長さ)、半直線(一方向に無限)。
  • 角は ∠ABC のように頂点を真ん中に書く。
  • 角の種類:鋭角(<90°)、直角(=90°)、鈍角(90°〜180°)、平角(=180°)。
  • 平行 (交わらない)、垂直 (直角に交わる)。