中心が O、半径が 6 cm、中心角(角 AOB)が 60 度のおうぎ形 OAB があります。このおうぎ形の面積は何 cm² ですか。円周率は 3.14 とします。
おうぎ形の弧の長さと面積
中心角が 360 度のどれだけにあたるかを使って、おうぎ形の弧の長さ・まわりの長さ・面積を求められる
前提
- 円の周の長さと面積 (算数 平面図形)
- 分数のかけ算・わり算 (算数 計算と数のきまり)
この技能までの道筋(4 技能)
読み込み中…
右端(太枠)がこの技能です。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。
一覧で見る(前提が先)
- 小数の四則計算 (算数 計算と数のきまり)
- 円の周の長さと面積 (算数 平面図形)
- 分数のたし算・ひき算 (算数 計算と数のきまり)
- 分数のかけ算・わり算 (算数 計算と数のきまり)
説明
円を中心から 2 本の半径で切り取った、ピザの 1 切れのような形をおうぎ形といい、2 本の半径がつくる角を中心角、曲がった部分を弧といいます。おうぎ形が円全体のどれだけにあたるかを中心角から求めると、弧の長さ・まわりの長さ・面積を円の円周や面積から計算できます。図形の面積やまわりの長さの問題で、円の一部が出てくるときに使います。
なぜそうしてよいのか
円の中心のまわりの角は、1 回りで 360 度です。中心角が 90 度のおうぎ形は、円を中心から 4 等分した 1 つ分なので、円全体の です。中心角が 120 度なら 、つまり円を 3 等分した 1 つ分です。
同じ円を中心から等しい角度で切り分けると、どの 1 切れも同じ形になるので、弧の長さも面積も同じだけずつに分かれます。だから、中心角が 360 度の なら、弧の長さは円周の 、面積は円の面積の になります。まとめると
です。
おうぎ形のまわりの長さは、曲がった弧だけでなく、両がわの 2 本の半径もふくみます。だから まわりの長さ = 弧の長さ + 半径 × 2 です。
手順
中心角が 360 度のどれだけにあたるかを、分数 で表し、約分する。
弧の長さを求めるときは、直径 × 3.14 に手順 1 の分数をかける。
面積を求めるときは、半径 × 半径 × 3.14 に手順 1 の分数をかける。整数の部分と分数を先に計算してから 3.14 をかけると楽になる。
まわりの長さを求めるときは、弧の長さに半径 2 本分(半径 × 2)をたす。
答えの単位(長さは cm、面積は cm²)を確かめる。
例題
半径が 6 cm、中心角が 120 度のおうぎ形の面積は何 cm² ですか。円周率は 3.14 とします。
例題の解答
手順 1: 中心角 120 度は、360 度の にあたります。
手順 3: 面積は 半径 × 半径 × 3.14 × です。先に整数の部分と分数を計算すると、 なので、
です。
手順 5: 面積の単位は cm² です。
答えは 37.68 cm² です。
答え:
よくある誤り
中心角の割合をかけ忘れて、円全体の面積を答えてしまう誤り。例: cm² としてしまう。正しくは中心角 120 度は円の なので cm²。
まわりの長さに、2 本の半径をたし忘れる誤り。例: 半径 6 cm、中心角 120 度のおうぎ形のまわりの長さを、弧の長さ cm だけにしてしまう。正しくは半径 2 本分をたして cm。
弧の長さを求めるのに、直径ではなく半径に 3.14 をかけてしまう誤り。例: cm としてしまう。正しくは直径 12 cm を使って cm。
割合を、中心角を 180 や 100 でわって作ってしまう誤り。例: 中心角 120 度の割合を としてしまう。正しくは中心のまわりは 1 回り 360 度なので 。
この説明は AI が書き、別の AI が例題を独立に解いて答えを確かめ、説明を一歩ずつ査読しました。
入口の問題
この技能を使う問題
たての長さが cm、横の長さが cm の長方形があります。半径 cm の円が、この長方形の外側を、長方形の辺からはなれないように辺にそって転がりながら 1 周して、もとの位置にもどります。このとき、円が通った部分の面積は何 cm² ですか。円周率は 3.14 とします。
8 cm5 cm1 cm点 を中心とし、中心角が のおうぎ形 がある。このおうぎ形の面積は である。
このおうぎ形のまわりの長さ(2 つの半径 , と弧 の長さの和)は何 か求めなさい。
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 cm1 辺の長さが の正三角形があります。半径 の円が、この正三角形の外側を、辺からはなれないように辺にそって転がりながら 1 周して、もとの位置にもどります。このとき、円の中心が動いたあとの線の長さは何 cm ですか。円周率は 3.14 とします。
10 cm2 cm1 辺の長さが の正三角形 がある。次の 3 つの弧をかく。
- 点 を中心とし、 と を結ぶ半径 の弧(正三角形の外側にふくらむ方)
- 点 を中心とし、 と を結ぶ半径 の弧(正三角形の外側にふくらむ方)
- 点 を中心とし、 と を結ぶ半径 の弧(正三角形の外側にふくらむ方)
この 3 つの弧で囲まれた図形の面積は何 か求めなさい。ただし、各弧の中心角は である。
6 cm、、 の直角三角形 がある。この三角形を、点 を中心として反時計回りに 回転させ、点 , が移った点をそれぞれ , とする。
この回転で、辺 が通過する部分の面積は何 か求めなさい。
8 cm6 cmは回転後の三角形 1 辺の長さが の正方形 がある。頂点 を中心とし半径 の円の弧のうち、正方形の内部を通って と を結ぶもの(弧 )と、頂点 を中心とし半径 の円の弧のうち、正方形の内部を通って と を結ぶもの(弧 )をかく。2 つの弧の交点を とする。
辺 、弧 のうち から までの部分、弧 のうち から までの部分の 3 つで囲まれた図形の面積は何 か求めよ。ただし、円周率は とする。
6 cm半径 2 cm の円が 4 つあります。それぞれの円の中心が、1 辺 4 cm の正方形の 4 つの頂点になるように、4 つの円を置きます。この 4 つの円全体のまわりに、ひもをたるまないようにかけて囲みます。ひもで囲まれた部分のうち、どの円にもふくまれない部分の面積は何 cm² ですか。円周率は 3.14 とします。
2 cm4 cm斜線部分が、どの円にもふくまれない部分 たて 6 cm、よこ 9 cm の長方形があります。半径 1 cm の円が、この長方形の内側を、長方形の辺からはなれないように転がりながら 1 周して、もとの位置にもどります。このとき、円が通った部分の面積は何 cm² ですか。円周率は 3.14 とします。
9 cm6 cm半径 1 cm1 辺の長さが の正方形 ABCD があり、頂点は A, B, C, D の順に並んでいます。点 B を中心とする半径 の円の弧のうち、正方形の内部を通って A と C を結ぶものを弧 AC とします。また、点 C を中心とする半径 の円の弧のうち、正方形の内部を通って B と D を結ぶものを弧 BD とします。弧 AC と弧 BD は正方形の内部の点 P で交わります。
辺 AD、弧 AC のうち A から P までの部分、弧 BD のうち P から D までの部分の 3 つで囲まれた図形の周の長さは何 cm ですか。円周率は 3.14 とします。
12 cmたての長さが 、横の長さが の長方形の内側を、半径 の円が、長方形の辺からはなれないように辺にそって転がりながら 1 周して、もとの位置にもどります。このとき、円が通った部分の面積は何 ですか。円周率は 3.14 とします。
10 cm6 cm半径 1 cm点 O を中心とする半径 、中心角 度のおうぎ形 OAB があります。このおうぎ形から三角形 OAB を取りのぞいた部分、つまり弧 AB と線分 AB で囲まれた部分の面積は何 ですか。円周率は 3.14 とします。
12 cm辺 AB の長さが 6 cm、辺 BC の長さが 10 cm の長方形 ABCD があり、頂点は A, B, C, D の順に並んでいます。半径 1 cm の円が、長方形の外側を、いつも長方形の周にふれながらすべらずに転がって 1 周し、もとの位置にもどります。このとき、円が通った部分の面積は何 cm² ですか。円周率は 3.14 とします。
6 cm10 cm円の位置は転がる途中の一例 辺 AB の長さが 3 cm、辺 BC の長さが 4 cm、対角線 AC の長さが 5 cm の長方形 ABCD があり、頂点は A, B, C, D の順に並んでいます。この長方形を、辺 BC が直線 にぴったり重なるように置きます(点 C は点 B の右側、点 A と点 D は直線 の上側にあります)。
この長方形を、直線 の上で、すべらないように右へ転がします。はじめは点 C を中心に時計回りに 90 度回転させて辺 CD を直線 に重ね、次は点 D を中心に 90 度回転させ、というように、直線 上にある右側の頂点を中心に 90 度ずつ回転させていきます。辺 BC がふたたび直線 に重なるまで転がしたとき、頂点 A が動いたあとの線の長さは何 cm ですか。円周率は 3.14 とします。
5 cm3 cm4 cmはじめの位置。矢印の向き(右)へ転がす 1 辺の長さが 6 cm の正方形 ABCD があり、頂点は A, B, C, D の順に並んでいます。点 A を中心とする半径 6 cm の円の弧のうち、正方形の内部を通って B と D を結ぶ弧をかきます。また、点 C を中心とする半径 6 cm の円の弧のうち、正方形の内部を通って B と D を結ぶ弧をかきます。この 2 つの弧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。
6 cm色をつけた部分が 2 つの弧で囲まれた部分
この技能の次に学べること
- 円やおうぎ形を組み合わせた図形の面積 (算数 平面図形)
- 弧の長さからおうぎ形の中心角と面積を求める (中学数学 平面図形)