平面図形の問題
半径が 、弧の長さが のおうぎ形 がある( は中心、, は弧の両端)。弦 と弧 で囲まれた部分の面積は何 か求めよ。
この問題で使うもの
- 弧の長さからおうぎ形の中心角と面積を求める(説明と入口の問題)
- 弧と線分で囲まれた図形の面積(説明と入口の問題)
- 特別な直角三角形の辺の比(説明と入口の問題)
この問題を解けるようになるまで(17 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
まず弧の長さから中心角を求め、求める部分を「おうぎ形 三角形」と考えましょう。
ヒント 2
弧の長さは 。 は、 から に垂線をひくと の直角三角形 2 つに分かれます。
ヒント 3
中心角は 、おうぎ形の面積は です。垂線の長さは になります。
答えと解説
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解説を読む
中心角を とする。半径 の円の周の長さは なので
よって、中心角は である。
おうぎ形 の面積は
次に の面積を求める。 の二等辺三角形なので、 から に垂線 をひくと、 は の中点で、、 となる。
は の直角三角形なので、辺の比は であり
よって で
求める部分の面積は、おうぎ形から三角形を引いて
別解
中心角を とすると、弧の長さについて より 、よって 。おうぎ形の面積は ()。
求める部分は、おうぎ形から を除いたもの。、 なので、O から AB に垂線 OH を下ろすと、 は の直角三角形()で、、。よって 、 ()。
したがって面積は ()。
検算: 、、差は約 で、おうぎ形より小さく正で妥当。