角の三等分問題

角の三等分問題（かくのさんとうぶんもんだい、英: angle trisection）とは、古代ギリシャ数学における古典的な定規とコンパスによる作図問題である。この問題は、与えられた任意の角に対しその三分の一の大きさの角を、目盛りのない定規とコンパスのみを用いて作図せよというものである。

（目盛りなしの）定規とコンパスを使用したネウシス作図により任意の角は三等分できる。この例では、（目盛りなしだが、円の半径に等しい長さの）定規をスライドと同時に回転させる操作により、θ>3π/4を満たす角θが三等分されたφ=θ/3を作図している。

1837年にピエール・ヴァンツェルにより、一般にはこの問題を解くことが不可能であることが示された。ただし、これは定規とコンパスのみを用いて角を三等分する方法が一般には存在しないということであり、特別な場合として三等分が可能な角は幾つか存在する。例えば、直角の三等分（即ち 30° の角の作図）は比較的単純に行うことができる。逆に、三等分が不可能な角で不可能性を容易に証明することができるものが幾つか存在する。例えば、60° の三等分（即ち 20° の角の作図）の不可能性は複素数を使うことにより比較的単純に示すことができる。

定規とコンパス以外の道具を用いて任意の角の三等分を行うことは可能である。例として、古代ギリシャから知られていたネウシス作図がある。これはスライドと同時に回転が可能な目盛り付きの定規を用いる作図であり、（目盛りなしの）定規とコンパスでは不可能な作図である。その他数々の方法が数学者達により何世紀にもわたって考案されてきた。

この問題の内容自体は単純で理解に難くない一方、これが解けないことの証明は複雑である。そのため、角の三等分問題の解法はよく疑似数学的な試みの対象となる。これらの「解法」はしばしばルールの誤解釈、あるいは単純に誤りを含んだものとなっている。

参考文献

• 亀井哲治郎「『角の三等分家』と付き合ってみて――しんどかった」『あぶない数学』朝日新聞社〈朝日ワンテーママガジン 44〉、1995年。 
• 高木貞治「§42. 初等幾何学の不可能な作図問題」『代数学講義』（改訂新版）共立出版、1965年11月25日。ISBN 978-4-320-01000-0。 
• 矢野健太郎『角の三等分』創元社〈科学の泉 2〉、1943年8月30日。NDLJP:1168598。 
  • 矢野健太郎『角の三等分』一松信 解説、日本評論社〈数セミ・ブックス 8〉、1984年4月30日。ISBN 978-4-535-60208-3。 
  • 矢野健太郎『角の三等分』一松信 解説、亀井哲治郎 エッセイ、筑摩書房〈ちくま学芸文庫〉、2006年7月10日。ISBN 978-4-480-09003-4。  - 亀井のエッセイは亀井 (1995)の加筆・再録。

関連項目

• 円積曲線
• 円積問題、立方体倍積問題 - 本問題とともに三大作図問題として知られる。
• 折紙の数学 - 角の三等分と立方体倍積の問題は、折り紙によって解く事ができる。
• 幾何的暗号
• 幾何学の歴史
• 作図可能数
• 作図可能な正多角形
• 三等分曲線
• 二等分線
• モーリーの定理
• ユークリッド幾何学

外部リンク

• 寺田文行『角の三等分問題』 - コトバンク
• Weisstein, Eric W. "Angle Trisection". mathworld.wolfram.com (英語).