図形を大きくしたり、小さくしたりすることがあります。形は同じであるものの、図形によって大きさや辺の長さが異なるのです。こうした図形として拡大図と縮図があります。
図形を大きくする場合、それは拡大図です。一方、図形を小さくする場合、それは縮図です。形は同じであるものの、辺の長さが変わる場合、その図形は拡大図または縮図になります。
また拡大図と縮図を学べば、縮尺を理解できるようになります。地図で利用されるのが縮尺です。地図を読まなければいけないときは多いです。縮尺を理解していない場合、地図を読むことができず道に迷うことになります。
そこで拡大図と縮図のがいねんを学びましょう。これにより、図形の大きさが分かるようになります。
もくじ
拡大図や縮図では辺の長さが変わる
拡大図とは何なのでしょうか。拡大図とは、形を変えずに辺の長さを大きくした図形を指します。例えば、以下はすべての辺を2倍にした拡大図です。
このように、すべての辺の長さが2倍になっています。また、図形の形は同じです。
辺の長さが何倍になるのかによって、図の大きさは変わります。一つの辺の長さが3倍になっている拡大図であれば、すべての辺の長さが3倍になります。また一つの辺の長さが5倍になる拡大図であれば、すべての辺の長さが5倍になります。
一方、縮図は拡大図の逆です。つまり辺の長さが大きくなるのではなく、辺の長さが小さくなります。以下が縮図です。
一つの辺の長さが\(\displaystyle\frac{1}{2}\)倍になる場合、すべての辺の長さが\(\displaystyle\frac{1}{2}\)倍になります。また一つの辺の長さが\(\displaystyle\frac{1}{3}\)倍になる場合、すべての辺の長さが\(\displaystyle\frac{1}{3}\)倍になります。この性質が縮図です。
対応する辺の長さが変わる
重要なのは、対応する辺の長さが変わることです。合同の図形では対応する辺を利用することにより、辺の長さを求めることができます。同じように、拡大図や縮図についても対応する辺が重要になります。
図形の形は同じです。そのため、拡大図や縮図には対応する辺があります。そこで、対応する辺の長さが変化すると理解しましょう。例えば辺の長さが2倍になる場合、対応する辺が2倍になります。
拡大図や縮図では、図形の辺の長さについて比率は変わりません。
辺の長さの比率が変わらないため、図の形は同じです。
拡大図と縮図で角度は変わらない
前述の通り、拡大図や縮図では図の形が同じです。そのため対応する辺の長さは大きくなったり小さくなったりするものの、対応するすべての角度は変わりません。
ちなみに、角度が違うと形が変わります。そのため、以下の図形は形が同じではありません。
拡大図や縮図では、かならず形が同じである必要があります。そのためには、角度が同じでなければいけません。拡大図や縮図では、対応する辺の長さのみ変わり、角度は変わらないことを理解しましょう。
対応する辺をみつけ、長さを計算する
拡大図や縮図では、対応する辺をみつけましょう。そうすれば、長さを計算することができます。例えばAの拡大図がBの場合、\(a\)の角度と\(b\)の長さはいくらでしょうか。
拡大図や縮図では、対応する角の大きさが同じです。そのため、\(a\)は70°です。また対応する辺の比は同じです。AとBを確認すると、Aの辺を2倍するとBの辺になることがわかります。そのため、\(b\)の長さは4cmです。
このように対応する辺や対応する角をみつけることによって、辺の長さや角の大きさがわかります。
地図では縮尺によって長さを大幅に小さくする
拡大図や縮図について学べば、縮尺を理解できるようになります。地図で利用されるのが縮尺であり、縮図を利用して実際の大きさを大幅に小さくします。例えば、以下はアメリカ・ニューヨークの地図です。
この地図（縮図）を確認すると、オレンジ枠のところに1kmと記されています。つまり、地図上で記されているオレンジ枠の長さが実際には1kmに相当します。地図では実際の地上の世界を小さく表示しなければいけません。そのため縮尺を利用し、大幅に小さく表示します。
縮尺とは、「実際の長さをどれだけ小さくしたのかを示す割合」を表します。例えば縮尺が「1:20000」の場合、地図上で10cmは何kmになるでしょうか。
地図にする場合、長さを\(\displaystyle\frac{1}{20000}\)にしています。そこで実際の長さにするためには、20000をかけるようにしましょう。そうすると、以下のようになります。
- 10cm × 20000 ＝ 200000cm
その後、単位をcmからkmに直しましょう。1mは100cmです。そのため、200000cmは2000mです。また、1kmは1000mです。そのため、2000mは2kmです。こうして、2kmが答えになるとわかります。
縮尺では同じ割合にて実際の長さを大幅に小さくすることによって、地図を作ることができます。
拡大図と縮図の考え方を学ぶ
小学校の図形では拡大図と縮図を学びます。同じ形の図形について、拡大させた図形を拡大図といいます。また、図形を小さくする場合は縮図といいます。
拡大図と縮図では、対応する辺の長さの比が同じです。そのため拡大図や縮図では、図を比較することで辺の長さを求めることができます。また対応する角は同じです。角度が変わると、図形が変わってしまうからです。そのため対応する角がわかれば、角度を求めることができます。
さらに、拡大図と縮図を学べば縮尺を理解できます。縮尺は地図で利用されます。地図上で表示されている道のりが実際にはいくらの長さなのかを知るためには、縮尺のがいねんを学ばなければいけません。
図形を大きくしたり小さくしたりすることは、私たちの身の回りでもひんぱんに利用されています。その例の一つが地図です。そこで拡大図や縮図の関係や縮尺のがいねんを理解するようにしましょう。
