中学数学 / 平面図形 / 授業

おうぎ形の弧と面積

1. おうぎ形の弧と面積

同じ円を中心角で等しく分けると、弧の長さも面積も等しく分かれます。そこで円全体に対する中心角の割合を使います。

中心角θ°、半径rなら、弧=2πr×θ/360、面積=πr²×θ/360。周の長さ=弧+2r。弧をlとすると面積=rl/2とも表せます。

O半径 rθ全体:360°割合:θ / 360弧 と 周 は別
中心角θのおうぎ形。周の長さには半径2本も含める。

2. 解き方・考え方

① 半径と中心角を読む。
② θ/360で割合を求める。
③ 円周か円面積に掛ける。
④ 周を聞かれたら半径2本を足す。

3. 例題

半径8cm、中心角135°のおうぎ形の弧、面積、周の長さを求めなさい。

解答・解説

135/360=3/8。弧は16π×3/8=6πcm、面積は64π×3/8=24πcm²、周は(16+6π)cmです。

4. 自分で確かめる

半径6cmで弧の長さが5πcmのおうぎ形の中心角と面積は?

確認問題の解答

円周12πの5/12なので中心角150°。面積36π×5/12=15πcm²。

間違えやすいところ

弧と周を混同しないこと。中心角が同じでも半径が違えば弧や面積は異なります。

もう一歩理解する|弧の長さから面積へつなぐ

扇形は中心角の割合だけ円を切り取ったものです。弧の長さも面積も、同じ割合で円全体から取り出せます。

基本事項

中心角θ°なら弧長2πr×θ/360、面積πr²×θ/360。弧長lなら面積rl/2。

解き方・考え方

1. 円全体に対する割合を求める

2. 弧の長さまたは面積を計算

3. 必要なら逆算して中心角を求める

4. 全円より大きくないか確認

例題と解き方

半径6cm、弧の長さ4πcmの扇形の中心角と面積は?

① 全円の円周は12πcm。弧は4π/(12π)=1/3。

② 中心角は360×1/3=120°。

③ 面積は36π×1/3=12πcm²。

④ 6×4π÷2=12πでも確かめられる。

自分で確かめる

半径4cm、中心角90°の扇形の弧長と周の長さは?

解答・確かめ方

弧長は8π×1/4=2πcm。周は半径2本も含むので8+2πcm。

間違えやすいところ

扇形の「周の長さ」と「弧の長さ」は別です。周には半径2本が含まれます。