平面図形の問題
長方形 ABCD があり、辺 AB の長さは 4 cm、辺 BC の長さは 8 cm です。頂点は A, B, C, D の順に並んでいます。辺 BC の真ん中の点を E とします。点 B を中心として半径 4 cm の円の一部である弧 AE を、点 C を中心として半径 4 cm の円の一部である弧 DE を、どちらも長方形の内側にかきます。辺 AD、弧 AE、弧 ED で囲まれた部分の面積は何 cm² ですか。円周率は 3.14 とします。
この問題で使うもの
- 円やおうぎ形を組み合わせた図形の面積(説明と入口の問題)
- おうぎ形の弧の長さと面積(説明と入口の問題)
- 三角形・四角形の面積(説明と入口の問題)
- 小数の四則計算(説明と入口の問題)
この問題を解けるようになるまで(8 技能)
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ヒント
行き詰まったら、上から順に 1 つずつ開いてください。
ヒント 1
求める部分は、長方形から何を取りのぞいた形になっているかを考えましょう。
ヒント 2
BE と EC はどちらも 4 cm なので、2 つの弧はどちらも半径 4 cm、中心角 90 度のおうぎ形の弧です。
ヒント 3
長方形の面積は cm²、おうぎ形 1 つの面積は で求められます。
答えと解説
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解説を読む
BE = EC = cm なので、弧 AE は点 B を中心とする半径 4 cm、中心角 90 度のおうぎ形 ABE の弧、弧 DE は点 C を中心とする半径 4 cm、中心角 90 度のおうぎ形 DCE の弧です。
辺 AD の真ん中の点を F とすると、AF = FD = 4 cm なので、長方形 ABCD は 1 辺 4 cm の正方形 ABEF と正方形 FECD に分かれます。おうぎ形 ABE は正方形 ABEF の中に、おうぎ形 DCE は正方形 FECD の中に入っていて、2 つのおうぎ形は点 E でだけふれ合い、重なりません。
したがって、長方形 ABCD から 2 つのおうぎ形を取りのぞくと、残るのは辺 AD、弧 AE、弧 ED で囲まれた部分です。つまり、求める部分は、長方形 ABCD から、この 2 つのおうぎ形を取りのぞいた部分です。
長方形 ABCD の面積は
半径 4 cm、中心角 90 度のおうぎ形 1 つの面積は
2 つ分で cm² です。
したがって、求める面積は
答えは cm² です。
別解
長方形の面積は cm²。
弧 AE は点 B を中心とする半径 4 cm の円の (角 ABE = 90 度)。おうぎ形 BAE の面積は cm²。弧 DE も点 C を中心とする同じ半径のおうぎ形 CDE で、面積は 12.56 cm²。
2 つのおうぎ形は E でふれるだけで重ならない。求める部分は、長方形からこの 2 つのおうぎ形をのぞいた部分。
。
検算: で合っている。