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四角形

4つの辺と頂点を持つ多角形 From Wikipedia, the free encyclopedia

幾何学において四角形(しかくけい、四辺形〈しへんけい〉ともいう、英: quadrilateral、tetragon)とは、4本の線分で囲まれた平面図形のこと。多角形の一種である[1]。

シュレーフリ記号{4} (正方形の場合)
面積様々な方法;
下記参照
内角 (度)90° (正方形と長方形の場合)
概要 四角形, 辺・頂点 ...
四角形
様々な種類の四角形
辺・頂点4
シュレーフリ記号{4} (正方形の場合)
面積様々な方法;
下記参照
内角 (度)90° (正方形と長方形の場合)
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四角形に関する用語

  • 単純四角形:自己交差しない四角形のことを単純四角形と呼ぶ。
  • 複雑四角形:自己交差する四角形のことを複雑四角形と呼ぶ。
  • 頂点:2本以上の線分(または辺)が接続する点。
  • 対辺:頂点を共有しない2つの辺(向かい合う辺)。四角形は2組の対辺を持つ。
  • 対頂点:辺を共有しない二頂点。四角形は2組の対頂点を持つ。
  • 対角:向かい合う2つの内角(向かい合う角)。四角形は2組の対角を持つ。
  • 対角線:対頂点を結ぶ線分。四角形は2本の対角線を持つ。

単純四角形(英: simple quadrilateral)

いくつかの単純四角形のオイラー図。(UK)はイギリス英語、(US)はアメリカ英語を示します。

凸四角形(英: convex quadrilateral)

すべての内角が180°(π ラジアン)未満であり、2つの対角線がどちらも内側にある四角形を凸四角形と呼ぶ。

  • 台形(英: trapezoid、trapezium): 少なくとも一組の対辺が平行であるような四角形。2つの平行な辺は底辺、平行でない2つの辺は脚と呼ばれる。底辺と脚のなす角は底角と呼ばれる[2]。
  • 等脚台形(英: isosceles trapezium):一組の対辺が平行で底角の大きさが等しい四角形。一組の対辺を二等分する対称軸を持つ四角形、または対角線の長さが等しい台形と定義されることもある。
  • 平行四辺形(英: parallelogram): 2組の対辺がそれぞれ平行である四角形。これと同値な条件として、対辺の長さがそれぞれ等しいこと、対角がそれぞれ等しいこと、または対角線が互いに二等分しあうことが挙げられる。平行四辺形には、菱形(英: rhombus)と偏菱形(英: rhomboid)が含まれる。[要追加記述]したがって、長方形や正方形も含まれる[3]。
  • 菱形(英: rhombus、rhomb):4辺の長さがすべて等しい(等辺)四角形。これと同値な条件として、対角線が互いに直交して二等分しあうことが挙げられる。正方形も含まれる。
  • 偏菱形(英: rhomboid):隣接する辺の長さが等しくなく、かついくつかの角が斜角(すなわち直角を持たない)平行四辺形。つまり、平行四辺形の中で、菱形でも長方形でもないものを指す。文献によって定義は一致しておらず、菱形ではない平行四辺形と定義する場合もある。現代ではあまり使われない。
  • 長方形(英: rectangle):4つの角がすべて直角である四角形。同値な条件として、対角線が互いに二等分しあい、かつ長さが等しいことが挙げられる。正方形も含まれる。
  • 正方形(英: square):4辺の長さがすべて等しく(等辺)、かつ4つの角がすべて直角である四角形。同値な条件として、対辺が平行である(すなわち、正方形は平行四辺形である)こと、及び対角線が互いに直交して二等分しあい、かつ長さが等しいことが挙げられる。四角形が正方形であることと、それが菱形かつ長方形であること(すなわち、4辺が等しく4角が等しいこと)は同値である。
  • 長方形(英: oblong):縦が横より長い、または横が縦より長い四角形(すなわち正方形ではない長方形)。英語では区別されるが、日本語では区別されない。
  • 凧形(英: kite):隣接する2組の辺の長さがそれぞれ等しい四角形。このとき、一方の対角線は凧形を合同な2つの三角形に分け、その結果、等しい辺の組のなす角はそれぞれ等しくなる。また、対角線は互いに直交する。凧形には菱形が含まれる。

凹四角形(英: concave quadrilateral)

1つの内角が180°(π ラジアン)より大きく、2本の対角線のうち1本が四角形の外側に位置する四角形。

  • ダート(矢じり型、英: dart、arrowhead):凧形のように左右対称であり、1つの内角が優角(180°より大きい角)となるもの。

複雑四角形(英: complex quadrilateral

1組の向かい合う辺が交差する四角形。自己交差四角形や交差四角形という別名がある。[要出典]

合同条件

二つの四角形を、それぞれその対角線の一つで分割したとき、分割された図形は三角形になる。この三角形が合同である組が存在して、対角線となる辺の位置も一致しているとき、二つの四角形は合同になる。

相似条件

二つの四角形を、それぞれその対角線の一つで分割したとき、分割された図形は三角形になる。この三角形が相似である組が存在して、四角形の辺の比の位置関係(並び順)と、対角線となる辺の位置も一致しているとき、二つの四角形は相似になる。

面積の公式

正方形[一辺]2
長方形[縦]×[横]
菱形・凧形・直交対角線四角形[対角線]×[もう一つの対角線]÷2
平行四辺形[底辺]×[高さ]
台形([上底]+[下底])×[高さ]÷2
円に内接する四角形(共円四辺形)ブラーマグプタの公式
円に外接する四角形[ 内接円の半径]×[ 周の長さの半分 ]
一般の四角形ブレートシュナイダーの公式
[対角線]×[もう一つの対角線]×[sin([2つの対角線がなす角])]÷2

脚注

関連項目

外部リンク

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