【６】整角四角形の問題（ラングレーの問題）

ラングレーの問題『四角形ＡＢＣＤにおいて，∠ＡＢＤ＝２０°＝ａ，∠ＤＢＣ＝６０°＝ｂ，∠ＢＣＡ＝５０°＝ｃ，∠ＡＣＤ＝３０°＝ｄのとき，∠ＡＤＢ＝ｅの大きさを求めよ．』

　この問題はラングレーが自ら創刊した雑誌「Mathematical Gazett」に提出したのが最初です（１９２２年，ただし出題形式は多少異なる）．ラングレーの問題は，誰でも一度は取り組み，誰もが一度は悩んだことがある問題と思われます．４点ＡＢＣＤは同一円周上にはないためｅ＝３０°は技巧的な補助線を発見しない限り求めることができないことから，初等幾何の難問として多くのファンに愛されて（？）います．

すべて整数度の角をもつ整角四角形の難問であって，種明かしをすれば，この問題は頂角が２０°の二等辺三角形と関係していて，したがって，正１８角形の対角線の交点と関係しています．正１８角形を描いて対角線を引けば，この問題の図が現れるというわけです（頂角２０°の二等辺三角形を４個の二等辺三角形に分割する方法は１１世紀のアラブの学者によって発見されていて，半径１の円に内接する１辺の長さｘは３次方程式ｘ^3＋１＝３ｘの解として求められます）．

ラングレーの問題は孤立した問題ではないと考えられるのですが，実際，パラメータを変化させることによって連続的に図形を変形させてすべての整角四角形の問題を作り出すことができます．

＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝