平面図形の問題
点 を中心とする半径 、中心角 のおうぎ形 があります(, はおうぎ形の弧の両端で、 です)。点 と点 を線分で結びます。
おうぎ形 の弧 と線分 で囲まれた部分(おうぎ形から三角形 を除いた部分)の面積は何 ですか。円周率は を使いなさい。
この問題で使うもの
- 弧と線分で囲まれた図形の面積(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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右端(太枠)がこの問題で使う技能です。左へドラッグすると、さらに前の前提をさかのぼれます。技能を押すと、そこまでの道筋が光ります。
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
弧と線分で囲まれた部分の面積は、おうぎ形と三角形の面積の差として求められる。
ヒント 2
求める面積は(おうぎ形 の面積)( の面積)である。おうぎ形の面積は で求める。
ヒント 3
おうぎ形の面積は になる。 は の直角二等辺三角形なので、 を底辺、 を高さとして面積を求めよう。
答えと解説
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解説を読む
使う技能: 弧と弦で囲まれた部分(弓形)の面積を、おうぎ形の面積から三角形の面積をひいて求める。
求める部分は、おうぎ形 から三角形 を取り除いた部分なので
で求められる。
1. おうぎ形 の面積
半径 、中心角 なので
2. 三角形 の面積
(どちらも半径)で、 なので、 を底辺とすると高さは になる。
3. 差を求める
よって、求める面積は である。
別解
おうぎ形 OAB は中心角 90° なので、円の 1/4 である。その面積は 8 × 8 × π × 90/360 = 64π × 1/4 = 16π cm²。三角形 OAB は OA = OB = 8 cm、∠AOB = 90° の直角二等辺三角形なので、面積は 8 × 8 ÷ 2 = 32 cm²。求める部分の面積は、おうぎ形から三角形をひいて 16π − 32 cm²。検算: π ≈ 3.14 とすると 16 × 3.14 − 32 = 50.24 − 32 = 18.24 cm² で、おうぎ形(約 50.24)より小さく、正の値になっている。