線と角度

平行線の錯角はなぜ等しい?同位角と対頂角で理解する|小学生の算数【図形】

離れた場所にある角なのに、なぜ同じ大きさなのか

2本の線に、もう1本の線が交わるとき。
その2本の線の内側で、ななめ向かいになっている2つの角(角㋐と角㋑)を「錯角(さっかく)」といいます。

平行な2本の直線に交わる直線と、錯角の位置を示した図

錯角というのは、角の位置の呼び名です。
2本の線が平行でなくても、この位置にある角は錯角と呼びます。

そのうえで、2本の線が平行であれば、錯角は必ず同じ大きさになります。
2つの角は上と下に離れた場所にあるので、「なぜそう言えるの?」と気になるところです。

その理由は、同位角対頂角を組み合わせると見えてきます。

錯角の正体は同位角と対頂角の合わせ技

なぜ錯角が等しいと言えるのか。
図の中に、もうひとつの角「㋒」を置いて、2つのステップで考えてみます。

錯角の等しさを同位角と対頂角の2ステップで説明した図

  • ステップ1: 角㋐と同じ位置にある角を下の交差点で探すと「角㋒」になります(同位角は等しい)。
  • ステップ2: 角㋒のななめ向かいを見ると「角㋑」があります(対頂角は等しい)。

この2ステップを通ると、角㋐と角㋒が等しく、角㋒と角㋑も等しいので、角㋐と角㋑が同じ大きさになることがわかります。

特別な新しいルールがあるわけではなく、同位角と対頂角という今まで見てきた2つの性質が組み合わさって、離れた場所の角度まで等しいと言い切れるわけです。

なお、ステップ1が使えるのは2本の線が平行なときだけです。
平行でなければ同位角が等しくならないので、その先の錯角も等しくなりません。

「Zの形」を見つければ、錯角の位置がわかる

この理屈がわかると、図形の中から同じ角度を探せるようになります。
そこで手がかりになるのが「Zの形」です。

平行線にZの形をなぞると錯角の位置が見つかることを示した図

平行な2本の線と、そこに刺さった直線をなぞって「Z」の文字を書いたとき、その内側の角にあたるのが錯角です。

Zが左右反転していても、全体が傾いていても、内側の角が錯角であることは変わりません。
角が大きいときは、Zが横に広がった平たい形になります。

図の向きが変わると見落としやすいので、Zの形を目印にすると錯角の位置を探しやすくなります。

「平行なら、向きが同じだから角の形も同じ(同位角)」
「交差した角の向かい側はいつも同じ(対頂角)」

この2つが組み合わさって、離れた場所にある角度まで同じだと言い切れます。
同位角と対頂角を先に見ておくと、錯角で新しく覚えることはほとんど残りません。

ポイント

  • 錯角が等しいのは、同位角と対頂角の合わせ技だからです。
  • 平行線の間に「Zの形」を見つけると、錯角の位置がすぐわかります。

練習問題

【練習問題】①

下の図で、2本の直線は平行です。角㋐は何度ですか?

平行な2本の直線に交わる直線と、45°と角㋐が錯角の位置にある図

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答え:45°

45°と角㋐は錯角なので、角㋐は45°です。

【練習問題】②

下の図で、2本の直線は平行です。角㋐は何度ですか?

平行な2本の直線に交わる直線と、130°と角㋐が錯角の位置にある図

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答え:130°

130°と角㋐は錯角なので、角㋐は130°です。

【練習問題】③

下の図で、直線①と直線②は平行ですか?

2本の直線に交わる直線と、錯角の位置に70°と75°が記入された図

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答え:平行ではない

2つの角は錯角の位置にありますが、70°と75°で大きさが違います。錯角が等しくないので、直線①と直線②は平行ではありません。

発展問題

ここからは、この記事で見てきた錯角に、線を1本足す考え方を組み合わせた問題です。
手数は増えますが、使う道具は錯角だけです。

【発展問題】①

下の図で、直線①と直線②は平行です。

平行な2本の直線の間にある折れ線と、35°・25°・角㋐を示した図

(1) 折れ点を通り、直線①と平行な直線を引くと、角㋐は上下2つの角に分かれます。上側の角は何度ですか。

(2) 角㋐は何度ですか。

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答え:(1) 35° (2) 60°

最初に見るのは、角㋐がある折れ点です。
ここを通って、直線①と平行な線を1本引きます。

折れ点に補助線を引き、35°と25°が錯角で移ることを示した図

直線①と補助線は平行なので、35°の角と、補助線より上にできた角は錯角の位置にあります。
錯角は等しいので、上側の角は35°です。

同じことが下でも起きています。
直線②と補助線も平行なので、25°の角と、補助線より下の角が錯角になります。
下側の角は25°です。

角㋐は、この上下2つを合わせた角です。
35+25=60なので、角㋐は60°です。

もとの図では、35°と25°は上と下の直線に分かれていて、角㋐とは直接つながっていませんでした。
折れ点に平行な線を1本足すと、上の平行線との「Zの形」と、下の平行線との「Zの形」が1つずつできて、離れていた角度が角㋐の中に入ってきます。
線を1本足して平行線を増やすこの考え方は、三角形の内角の和が180°になる理由でも同じように使われています。

角度から見つける平行線

図形問題では、直線と直線が平行だと絶対に教えてくれるわけではありません。

そんなとき、角度から平行線を見つけ出すこともできます。

「平行だから同位角や錯角の大きさが同じ」というルールは有名ですが、その逆の「同位角や錯角が等しいなら平行」も成り立ちます。

同位角や錯角が等しいことから平行線を導く図

上の図で、角㋐の同位角である角㋑が角㋐と同じ大きさなら、直線①と直線②は平行です。

角㋐の錯角である角㋒が角㋐と同じ大きさのときも、同じように平行だといえます。

問題で「この2本の線は平行ですか?」と聞かれたら、同位角や錯角の位置に同じ角度がないかを探してみると、答えが見えてくることがあります。

まとめ

  • 錯角は、2本の線の内側で、ななめ向かいにある角のことです。
  • 角㋐と角㋒は同位角、角㋒と角㋑は対頂角なので、角㋐と角㋑も等しいとわかります。
  • 「Zの形」をなぞれば、錯角の位置はすぐに見つかります。

「ただの決まり」として覚えるよりも、こうして理由をたどってみるほうが頭に残りやすいですね。

錯角のこの使い方は、三角形の内角の和が180°になる理由でも、そのまま出てきます。

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