線と角度

平行線の同位角はなぜ等しい?平行線から考える納得の理由|小学生の算数【図形】

2本の線に、もう1本の線が交わると、それぞれの交差点に同じ位置の角ができます。このような位置関係にある角を「同位角(どういかく)」といいます。

この同位角は、2本の線が平行であれば必ず同じ大きさになります。

なぜ、離れた場所にあるのに「同じ」だと言い切れるのか。平行線の性質を知ると、そこには自然な理由があります。

同位角は「スライド」した位置にある角

まずは、同位角がどこにある角なのかを整理してみましょう。2本の平行な線に、もう1本の線が交わっている図をイメージしてみます。

平行な2直線に1本の直線が交わり、同位角の角㋐と角㋑ができている図

上の交差点にある角㋐を、そのまま下の交差点へスライドさせると、ぴったり重なる位置にある角㋑が「同位角」です。

なぜ角度が同じだと言い切れるのか?

線が平行なとき、同位角が同じ大きさになる理由。それは、「平行」という言葉の意味そのものにあります。

「平行」とは、どこまで行っても向きが変わらず、交わらない線のことです。

向きがそろった2本の平行な直線の図

  • 向きが全く同じ2本の線がある。
  • そこに、まっすぐな1本の線が交わる。

土台となる2本の線の「向き」が同じなら、そこに線がぶつかったときにできる「カドの形」も、上と下で全く同じになるのは自然なことです。

もし上と下で角度が少しでもズレていたら、それはもう「向きが同じ(平行)」とはいえません。角度がズレているということは、いつかどこかで2本の線がぶつかってしまうからです。

「平行(向きが同じ)である以上、ぶつかり方も同じになる」。これが、同位角が等しくなるシンプルな理由です。

「Fの形」を見つければ、一瞬で同じ角度が見つかる

角度を求める図形問題では、「Fの形」を探してみましょう。

平行な2本の線と、そこに交わる1本の線で「F」の形をなぞると、そのカドにある2つの角が同位角になります。

平行線と交わる直線がFの形を作り、同位角の位置を示す図

平行じゃないときは、角度はバラバラ

ちなみに、平行でない場合でも、図の中で「同じ位置にある角」は同位角の位置関係になります。ただし、角度が同じになるのは平行なときだけです。

平行でない2直線に1本の直線が交わり、上下の角度がバラバラになっている図

図のように、線が平行でなければ、上と下で向きが違います。向きが違えば、線がぶつかったときにできるカドの形(角度)も変わってしまいますよね。

「同位角だから等しい」と覚えるのではなく、「平行(向きが同じ)だから、重なる場所の角度も同じになる」。この順序で理解しておくのが、図形を正しく読み解くコツです。

角度から見つける平行線

図形問題では、直線と直線が平行線だと教えてくれているとは限りません。

そんなとき、角度から平行線を見つけることもできます。

「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「角度が同じなら平行」も成り立ちます。

同位角や錯角が等しいことから2直線の平行を判断する図

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。同様に、角㋐の錯角である角㋒が角㋐と同じ大きさなら、直線①と直線②は平行といえます。

問題で「この2本の線は平行ですか?」と聞かれたら、角度が同じ場所(同位角や錯角の位置)がないかを探してみてください。

練習問題

【練習問題】①

平行な2本の直線に、1本の直線が交わっています。
上の交差点にできた角が 60° のとき、㋐の大きさは何度ですか?

平行な2直線に交わる直線で、上の交差点が60°、下の同位角の位置に㋐がある図

タップで答えを見る

答え:60°

2本の線が平行であれば、同位角は必ず同じ大きさになります。
上の 60° をそのまま下の交差点の同じ位置(「Fの形」でスライドした場所)へ移しても、角度は変わりません。

【練習問題】②

平行な2本の直線に、1本の直線が交わっています。
上の交差点にできた角が 50° のとき、㋐の大きさは何度ですか?

平行な2直線に交わる直線で、上の交差点が50°、下の交差点に㋐がある図

タップで答えを見る

答え:130°

同位角の位置にある角は 50° と等しくなります。
直線の角度は 180° なので、㋐ = 180° − 50° = 130° です。

【練習問題】③

直線①と直線②を横切る直線があります。
上の交差点が 130°、下の交差点が 50° のとき、直線①と直線②は平行といえますか?

2直線①②に交わる直線で、上の交差点が130°、下の交差点が50°の図

タップで答えを見る

答え:平行といえます

直線の角度は 180° なので、130° のとなりにできる角は
180° − 130° = 50° です。

この 50° と下の交差点の 50° は同位角の位置にあり、
大きさが等しくなっています。

同位角が等しければ2本の線は平行なので、
直線①と直線②は平行といえます。

まとめ

同位角が等しくなるのは、土台となる2本の線が同じ向きを向いているから。特別なルールがあるわけではなく、「平行なら、ぶつかり方の角度も同じはず」という自然な性質です。

この「向きが同じなら角度も同じ」という考え方は、錯角(さっかく)を理解するときにも同じように使えます。

ポイント

同位角は、図をそのまま「スライド」させた場所にある角。
平行=向きが同じ。だから、スライドして重なる場所は同じ大きさになります。

関連記事

-線と角度