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平面図形の問題

難易度 3中学入試の基本レベル算数 平面図形

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。

4 cm8 cm

この問題で使うもの

この問題を解けるようになるまで(8 技能)
算数中学高校大学大学院

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一覧で見る(前提が先)
  1. 小数の四則計算
  2. 円の周の長さと面積
  3. 分数のたし算・ひき算
  4. 分数のかけ算・わり算
  5. おうぎ形の弧の長さと面積
  6. 四則の混じった計算の順序
  7. 三角形・四角形の面積
  8. 円やおうぎ形を組み合わせた図形の面積

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。

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