おうぎ形の面積の求め方2つと葉っぱ(レンズ)形の面積の求め方3つ!等積移動!―「中学受験+塾なし」の勉強法!

円周率の倍数は暗記する!

平面図形の面積の求め方(基本編)

円と正方形で覚えるルールはこの2つ!

おうぎ形の面積の求め方2つと葉っぱ(レンズ)形の面積の求め方3つ!

      

おうぎ形の面積の公式2つ

1 半径×半径×3.14×中心角/360

2 弧の長さ×半径÷2

おうぎ形の面積を求める二つの公式のうち、

【1 半径×半径×3.14(円周率)×中心角/360】

円の面積を求める公式に「×中心角/360」という「おうぎ」

の部分を指定して求める感じなので分かりやすいのでは?

【2 弧の長さ×半径÷2】

こちらに関しては、覚えてしまって良いと思います。

いずれにせよ、この二つの公式のどちらかを、何らかの形で

使って面積を求めていく問題が多くなります

    

ハッパ形(レンズ形)のおうぎ形面積の求め方3つ!

平面図形の面積の求め方(基本編)―「中学受験+塾なし」の勉強法・教え方

(画像出典:「中学受験 算数の基本問題」)

ハッパ形(レンズ形)のおうぎ形の面積の求め方

1 90度のおうぎ形2個-正方形

2 (90度のおうぎ形-半径×半径÷2(三角形))×2

3 正方形の面積×0.57 (円周率は3.14)

1 90度のおうぎ形2個-正方形(上の図)

上下からおうぎ形を見て、2個分の面積を出し、正方形の面積を引くと

真ん中のハッパ(レンズ)部分の面積が残ります。図を見ると分かりますかね?

2 (90度のおうぎ形-半径×半径÷2(三角形))×2(下の図)

90度のおうぎ形の面積を出し、そこから(半径×半径の二等辺)三角形

の面積を引くと、葉っぱ(レンズ)の半分が出ます。それを2倍にしてます。

これは図を見ると分かるのでは?

3 正方形の面積×0.57 (円周率は3.14)

3 正方形の面積×0.57 (円周率は3.14)

が成り立つ理由を1辺1cmの正方形の中にあるおうぎ形で証明してみます。

1 90度のおうぎ形2個-正方形

この公式を使って式を作ると、

1×1×3.14×90/360=3.14×0.25=0.785

これがおうぎ形の面積です。

1 90度のおうぎ形2個-正方形

ですので、0.785×2-(1×1)=1.57-1=0.57

答え)0.57

ですね?

葉っぱ(レンズ形)のおうぎ形の面積は

正方形の面積×0.57 (円周率は3.14)

でも出せると「0.57」を覚えてしまってもいいです。

 

等積移動:図形を移動させて考える+おうぎ形・三角形・四角形を作る

算数の図形では

●補助線を引く●

というのは基本で、絶対に必要です。おうぎ形系の問題では、

「補助線を引く」に加えて、

●同じ面積の所を移動させる●(等積移動)

というものを覚えてください。

理屈としては、等積移動は、そのままでは面積を求めづらい問題を解く

ために、図形の一部を移動させ、おうぎ形や三角形、四角形を作って

面積を求めます

文字で書かれても???ですよね?図を見て理解しましょう。

ある程度パターン化されているので、何度もやっていると覚えてしまえ

ます。

また、中学受験の算数入試問題レベルになると、等積移動させないと、

あるいはパターンを知らないと(少なくとも時間内には)解けない問題

というのが基本になっていたりします・・・。世知辛い世の中ですね。

おうぎ形の面積(等積移動系)を求めよ問題のパターン

1 等積移動:同じ面積の所に移動させて計算しやすくする

2 葉っぱ4枚:小さい正方形4つに分ける(正方形の面積×0.57)

3 補助線+等積移動:補助線を引いて等積移動する

4 ヒポクラテスの三日月(直角二等辺三角形):三日月の面積=直角三角形の面積

5 1~4の組み合わせ(難関中学):上記をマスターしてさらに問題に慣れる

【1 等積移動:同じ面積の所に移動させて計算しやすくする】

出典:『塾技100算数』p72

上記の図でいうと、

1 左下のおうぎ形の面積を等積移動させ、右のおうぎ形を作る

2 大きいおうぎ形の面積を求める

3 「2」の面積から三角形の面積を引く

 

【2 葉っぱ4枚:小さい正方形4つに分ける(正方形の面積×0.57)】

問題)斜線部分の面積は?

葉っぱ(レンズ)4枚形です。大きい正方形を小さい正方形(1辺5cm)

4つに分けて考えます。円周率3.14なら以下の公式が使えます。

正方形の面積×0.57 (円周率は3.14)

5×5×0.57=14.25(葉っぱ一枚の面積)

14.25×4=57

答え)57cm²

 

【3 補助線+等積移動:補助線を引いて等積移動する】

出典:『塾技100算数』p72

この問題はある意味では【補助線】+【等積移動】ですね。

たくさん問題を解くとこのパターンが多数出てきます。

 

【4 ヒポクラテスの三日月(直角二等辺三角形):三日月の面積=直角三角形の面積】

この「ヒポクラテスの三日月」の形はそのまま出てくる事もよくあります。

直角三角形であれば必ず

(上の)三日月の面積=直角三角形の面積

になります。

黄色部分の面積を求める場合、直角三角形の面積を求めるだけでもOKです。

圧倒的に時間が節約できます。

結論から書くと、黄色の三日月部分の面積は直角三角形の面積と

同じなので、3×4÷2=6 6cm²です。

「ヒポクラテスの三日月:三日月の面積=直角三角形の面積」を

知らない場合、以下のような解き方になります。証明ですね。

1 全ての面積を求める:三角形+直径4cmの半円+直径3cmの半円

2 「1」から直径5cmの半円の面積を引く

(3×4÷2)+(2×2×3.14÷2)+(1.5×1.5×3.14÷2)=

=6+6.28+3.5325

=15.8125 (全部の面積)

2.5×2.5×3.14÷2=9.8125

15.8125-9.8125=6 6cm²

面倒ですよね?

ここでもう一度式を見てみますと、

(3×4÷2)+(2×2×3.14÷2)+(1.5×1.5×3.14÷2)ー(2.5×2.5×3.14÷2)

はい!「3.14÷2を使って分配法則使えるんじゃね?」と思った方、ヒポクラテス

並の算数のセンスですね。

(3×4÷2)+(2×2×3.14÷2)+(1.5×1.5×3.14÷2)ー(2.5×2.5×3.14÷2)

=(3×4÷2)+(2×2+1.5×1.5ー2.5×2.5)×3.14÷2

=(3×4÷2)+(4+2.25-6.25)×3.14÷2

=(3×4÷2)+×3.14÷2

=(3×4÷2)

分かりましたかね?

1 全ての面積を求める:三角形+直径4cmの半円+直径3cmの半円

2 「1」から直径5cmの半円の面積を引く

をしていくと、途中で「三角形だけの面積が答え」に必ずなります。

理由は「三平方の定理」です。

三平方の定理(ピタゴラスの定理)は中学受験では出ませんので、

詳細は知らなくても良いですが、直角三角形の3辺の長さの公式です。

=(3×4÷2)+(4+2.25-6.25)×3.14÷2

上記の問題では、上の部分ですね。必ず0になります

ですので、直角三角形であれば、「ヒポクラテスの三日月」が

使えます。

(上の)三日月の面積=直角三角形の面積

になります。

黄色部分の面積を求める場合、直角三角形の面積を求めるだけでもOKです。

圧倒的に時間が節約できます。

 

円とおうぎ形の中学入試問題等

問題)上記の図の斜線の部分の面積を求めてください。

円周率は3.14とします。

この形は飽きるほど出てくるので、反射的に

正方形の面積×0.57 (円周率は3.14)

を使ってもよさそうです。

 

問題)斜線部の面積を求めてください。円周率は3.14です。

 

 

問題)芝浦工業大学中学校

下記の図の斜線部分の面積を求めなさい。円周率は3.14です。

AB8cm, BC10cm,CA6cmです。

 

上記に解説した「ヒポクラテスの三日月」をもう一度復習しておきましょう。

 

      

円周率の倍数は暗記する!

平面図形の面積の求め方(基本編)

円と正方形で覚えるルールはこの2つ!

おうぎ形の面積の求め方2つと葉っぱ(レンズ)形の面積の求め方3つ!