

ここでは同じ様に切り貼りする方法で,長方形と同じ面積の正方形を作ることを考えて見ましょう。タングラムでは最初から切り分けられていましたが,どの様に切り分けるかを問題とします。
とても難解な問題なので,易しい問題から少しずつ迫りましょう。
@ 三角形から長方形を作る

A 平行四辺形から長方形を作る
縦・横両方向からの作成ができます。


B 長方形から正方形を作る
さて本題の長方形から正方形を作る方法を考えて見ましょう。
まず与えられた長方形と同じ面積の正方形は,どうやって作ることができるかを考えます。
@頂点Cを中心,辺CDを半径とする半円と直線BCとの交点をEとして,BEを直径とする半円を描きます。

A直線CDと半円との交点をFとしたとき,辺CFを一辺とする正方形が同じ面積を持つ正方形。

これは相加・相乗平均の性質を用いた等積変形になります。
△BCF ∽ △FCE より
a:x = x:b ∴ x = √ab
よって正方形の面積は となり長方形の面積と同じになるのがわかりますね。

この正方形の一辺の長さをとれば,次のように切り貼りして正方形にすることができます。長方形の縦横の長さによって違うパターンも生じてきます。挑戦してみましょう。

今は長方形から正方形を作りましたが,実はどんな多角形でも正方形に組みなおすことができます。一般的に『面積の等しい二つの多角形A,Bが存在した時,Aを有限回分割し組みなおすことで,Bと合同な図形を作ることが出来る』ことをボヤイの定理といいます。